Forskare från Basque Nanoscience Research Centre CIC nanoGUNE (San Sebastian, Spanien), i samarbete med POLYMAT (San Sebastian, Spanien), Institute of Physics vid Martin Luther University Halle-Wittenberg och Max Planck Institute of Microstructure Physics (båda i Halle, Tyskland) har demonstrerat helelektrisk generering, manipulation och detektering av spinnpolarisering i kirala enkelkristallina nanotrådar från Tellur.

Resultaten, publicerade i Nature Materials ("Gate-tuneable and chirality-dependent charge-to-spin-konvertering i tellurium nanotrådar"), banar väg för utvecklingen av magnetfria chiralitetsbaserade spintroniska enheter.

Kirala material är en idealisk lekplats för att utforska sambandet mellan symmetri, relativistiska effekter och elektronisk transport.

Till exempel har kirala organiska molekyler studerats intensivt för att elektriskt generera spinnpolariserade strömmar under det senaste decenniet, men deras dåliga elektroniska konduktivitet begränsar deras potential för tillämpningar.

Omvänt har kirala oorganiska material som tellur utmärkt elektrisk ledningsförmåga, men deras potential för att möjliggöra elektrisk kontroll av spinnpolarisering i enheter är fortfarande oklar.

I detta nyligen publicerade arbete visade forskarna att orienteringen av den elektriskt genererade spinpolarisationen bestäms av nanotrådens handedness och unikt följer strömriktningen, medan dess storlek kan manipuleras av en elektrostatisk grind. Detta upptäcktes genom att registrera en stor (upp till 7%) och kiralitetsberoende enkelriktad magnetoresistans.

Ikerbaskiska professorn Luis Hueso, ledare för Nanodevices-gruppen, säger:"Det har varit fantastiskt att perfekt identifiera nanotrådarna som bildas av höger- eller vänsterhänta tellurkedjor tack vare de högupplösta STEM-bilderna, och att överföra individuellt valda nanotrådar till Si /SiO₂ för att utföra transportexperimenten som fick oss att upptäcka att den ströminducerade spinnpolarisationen är omvänd för motsatt nanotrådshantering." + Utforska vidare

Manipulera elektronspin med artificiella molekylära motorer