Muchos dispositivos tecnológicos se basan en la electrónica semiconductora tradicional. La corriente de carga se utiliza para almacenar y procesar información en estos componentes. Sin embargo, esta corriente genera pérdidas de calor y energía. Para resolver este problema, la espintrónica aprovecha una propiedad fundamental de los electrones, el espín. "Se trata de un momento angular intrínseco, que puede considerarse como un electrón que gira alrededor de su propio eje", explica la Dra. Annika Johnson, física de la Universidad de Maryland. El espín está relacionado con el momento magnético, además de con la carga del electrón, y puede utilizarse en una nueva generación de componentes rápidos y eficientes.
Para lograr esto, se requiere una conversión eficiente entre la corriente de carga y de giro. Esta conversión es posible gracias al efecto Edelstein: al aplicar un campo eléctrico se genera una corriente de carga en el material originalmente no magnético. Además, los espines de los electrones se alinean y el material se vuelve magnético. "Artículos anteriores sobre el efecto Edelstein se han centrado en cómo el espín del electrón contribuye a la magnetización, pero los electrones también pueden transportar momentos orbitales que también contribuyen a la magnetización. Si el espín es la rotación intrínseca del electrón, entonces el momento orbital es el movimiento alrededor del núcleo, ", dijo Johansson. Esto es similar a la Tierra, que gira sobre su propio eje como el Sol. Al igual que el giro, este momento orbital crea un momento magnético.
En este último estudio, los investigadores utilizaron simulaciones para estudiar la interfaz entre dos materiales de óxido comúnmente utilizados en espintrónica. "Si bien los dos materiales son aislantes, en su interfaz hay un gas de electrones metálico conocido por una conversión eficiente de carga-espín", dijo Johansson. El equipo también incorporó momentos orbitales en el efecto Edelstein. En los cálculos, se encontró que la contribución de los orbitales. El momento del efecto Edelstein es al menos un orden de magnitud mayor que el del espín. Estos hallazgos podrían ayudar a mejorar la eficiencia de los dispositivos espintrónicos.