اثر پیزواسپینترونیک در زنجیره مولکولی DNA تحت تابش نور لیزر

دانش اسپینترونیک توانایی تزریق، تشخیص و دستکاری اسپین الکترون به سیستم های حالت جامد می باشد. در سال های گذشته تلاش های زیادی برای تولید سیستم های اسپینترونیک در مقیاس نانو براساس مواد مولکولی شده است. دستگاه های اسپینترونیک مولکولی می توانند دریچه های اسپین آینده و دستگاه محاسباتی کوانتومی را تولید کنند. اخیرا انتشار جریان خالص اسپینی توسط تغییر شکل های مکانیکی تحت عنوان اثر پیزواسپینترونیک، توجه دانشمندان زیادی را به خود جلب کرده است. این اثر به دلیل اندرکنش اسپین - مدار ناشی از فشار (تنش) بوجود می آید. ما در این کار نشان می دهیم که جریان قطبیده اسپینی می تواند توسط اثر پیزواسپینترونیک در اتصالات مولکولی زنجیره DNA تولید شود.

یکی از مهمترین کاربردهای فناوری لیزرها در پزشکی بوده است. این مقاله با هدف بررسی جریان اسپینی بر روی زنجیره مولکول DNA می پردازد، چون سیستم مورد مطالعه یک ماده بیولوژیک می باشد، در این راستا برای اعمال حمام حرارتی و دما بر روی سیستم از تابش لیزر استفاده شده است. همچنین از یک رویکرد هامیلتونی مبتنی بر مدل محدود کننده اتصال همراه با درجه آزادی اسپین مورد بررسی قرار گرفته است و به منظور اعمال تنش مکانیکی به سیستم، ثابت جهش الکترون و انرژی در سایت، از طریق پارامتر تنش تصحیح گردیده است.

سری زمانی جریان اسپینی در حضور و عدم حضور تنش مکانیکی، نقش بالقوه این پارامتر در جریان اسپینی را نشان می دهد. نمودار جریان اسپینی بر حسب ولتاژ، نواحی شبه اهمیک و مقاومت دیفرانسیلی منفی وابسته به اسپین در سیستم را مشخص می کند.

در مطالعه حاضر ما یک مدل نظری برای کنترل جریان اسپین در DNA براساس اتصال بین اعوجاج های مکانیکی و درجه آزادی اسپین ارایه داده ایم. با توجه به معادلات تکاملی سیستم در حضور تنش و جریان اسپینی بدست آمده ما سعی کرده ایم دستگاه پیزواسپینترونیک مبتنی بر DNA را رسم کنیم.