Физики из Университета Гронингена построена двумерная транзисторов, в которых спиновые токи были созданы с помощью электрического тока через графен. Монослой из / дихалькогенид переходных металлов (ТМД) была помещена на верхнюю часть графена, чтобы вызвать обвинение в спин преобразования в графене. Это экспериментальное наблюдение было описано в журнале письма нано опубликован 11 сентября 2019 года.
Спинтроника-это привлекательный альтернативный способ создания маломощных электронных устройств. Оно не основывается на ток заряда, но на текущий спинов электронов. Спин-это квантовая механические свойства электрона, магнитный момент, который может быть использован для передачи или хранения информации.
Гетероструктуры
Графен, 2D, в виде углерода, является отличным вращения транспортера. Однако, для того, чтобы создавать или манипулировать спинов, взаимодействие электронов с ядрами атомов необходимо: спин-орбитального взаимодействия. Это взаимодействие является очень слабым в углерода, что делает его трудно создавать или манипулировать спиновыми токами в графене. Однако, было показано, что спин-орбитальное взаимодействие в графене будет увеличиваться, когда монослой из материала с более тяжелых атомов (например, ТМД) кладется сверху, создавая Ван-дер-ваальсовы гетероструктуры.
В физика наноустройств группа, которую возглавляет профессор Барт ван Вейс в Университете Гронингена, аспирант Talieh Ghiasi и научный сотрудник постдокторантура Алексей Каверзин создали такой гетероструктуры. С помощью золотых электродов, они смогли отправить чистый заряд тока через графен и генерировать спиновый ток, называемый сов-Эдельштейн эффект. Это происходит из-за взаимодействия с тяжелых атомов ТМД монослоя (в данном случае, дисульфид вольфрама). Это известный эффект наблюдался впервые в графене, что был в непосредственной близости другие 2D-материалы.
Симметрии
‘Ток заряда вызывает спинового тока в графене, которых мы могли бы измерить спин-селективных электродов ферромагнитного кобальта, — говорит Ghiasi. Этот заряд в спину преобразования позволяет построить все электрические цепи крутиться с графеном. Ранее спинов приходилось вводить через ферромагнетик. Мы также показали, что эффективность генерации накопления спин может быть настроены с помощью приложения электрического поля, — добавляет Ghiasi. Это означает, что они создали транзисторов, в которых спиновый ток может быть включен и выключен.
В Рашба-Эдельштейн эффект-это не единственный эффект, который производит вращение. В исследовании показано, что спин-эффект Холла делает то же самое, но эти спины ориентированы по-разному. Когда мы применяем магнитное поле, мы делаем поворот спинов в поле. Различной симметрии спиновых сигналов, генерируемых двух эффектов во взаимодействии с магнитным полем помогите нам расхлебывать вклад каждого эффекта в одной системе, — объясняет Ghiasi. Это был также первый раз, что оба типа заряда в спин механизмы преобразования наблюдались в той же системе. Это поможет нам получить более фундаментальные выводы о природе спин-орбитального взаимодействия в этих гетероструктурах.’
Графен Флагман
Помимо основных выводы, что исследование может обеспечить, строя все электрические 2Д транзисторов (не ферромагнетиках) имеет существенное значение для спинтронных приложений, что также является целью ЕС графена флагмана. Это особенно актуально, потому что мы смогли увидеть эффект при комнатной температуре. Спина сигнала уменьшается с увеличением температуры, но был все еще очень присутствует в условиях окружающей среды’.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!