Sławomir Mizerski: – Panie profesorze, będziemy rozmawiać o modnej i bardzo obiecującej dziedzinie fizyki – spintronice. W centrum zainteresowania spintroniki jest elektron?
Tomasz Dietl: – Tak. Ten elektron ma ładunek, strumień elektronów to przecież prąd elektryczny. W bardzo uproszczonym opisie, elektron w atomie krąży wokół jądra, ale obraca się także wokół własnej osi i dzięki temu wytwarza pole magnetyczne. Jest to mały magnesik.
Elektrony obracają się wokół własnej osi, czyli mają spin. Ale te elektrony to elementy atomów, z których składa się materia. Czy to oznacza, że cała materia ma spin?
W niektórych materiałach spiny elektronów są uporządkowane w jednym kierunku, dlatego materiały te wykazują właściwości ferromagnetyczne, a w innych pozostają przypadkowe i kompensują się do zera.
Czyli te pierwsze po prostu są namagnesowane lub można je namagnesować. Od jak dawna ludzie zjawisko magnetyzmu znają i wykorzystują?
O własnościach magnetycznych materii wiedziano już w starożytności. Grecy znali własności tlenku żelaza, Chińczycy już z początkiem XI w. wykorzystywali magnes w nawigacji. Igła magnetyczna to nic innego jak namagnesowany kawałek żelaza, który reaguje na ziemskie pole magnetyczne. Magnesy wykorzystujemy w silnikach elektrycznych. Zauważono też, że magnesowanie materiałów może służyć do zapisu informacji. Nie zdajemy sobie sprawy z tego, że zapis magnetyczny jest bardzo stary. Można np. odsłuchać głos Franciszka Józefa nagrany na płytę magnetyczną.
Kiedy zjawisku spinu przyjrzano się w sposób systematyczny?
Magnetyzm wykorzystywano, ale długo nie wiedziano, skąd on się bierze, bo nie miano pojęcia o istnieniu elektronów.