Forskare från Georgia State University och Georgia Institute of Technology har hittat ett nytt sätt att undersöka vissa egenskaper hos elektroner i grafen - ett mycket tunt material som kan innehålla nyckeln till ny teknik inom datorer och andra områden.
Ramesh Mani, docent i fysik vid GSU, arbetar i samarbete med Walter de Heer, Regents professor i fysik vid Georgia Tech, mätte elektronernas spinnegenskaper i grafen, ett material av kolatomer som bara är en atom tjockt.
Forskningen publicerades i veckan i tidskriften endast online Naturkommunikation .
Elektroner, som följer banor runt kärnan i atomer, har två viktiga egenskaper - ladda och snurra.
Den elektriska laddningen är grunden för de flesta elektroniska enheter, men spin-som Mani och medarbetare undersökte med hjälp av en ny teknik-utgör grunden för nya "spintronic" -anordningar, och kan fungera som en byggsten för nya datorer inom ett område som kallas quantum computing, liksom annan teknik.
Grafen anses vara ett viktigt material för spintronic -enheter, men det är så nytt att forskare måste utföra mycket forskning om det för att förstå dess förmåga. GSU- och Georgia Tech -studien driver denna forskning framåt.
"Vi försökte använda det elektriska motståndet för att upptäcka spinnresonans. När du lyser mikrovågor på enheten, och mikrovågsenergin är lika med centrifugeringsenergin, "Förklarade Mani.
"Enheten absorberar mikrovågsenergin, och det ändrar enhetens motstånd. Men detta är vanligtvis en så liten effekt att man knappast förväntar sig att se den. Lyckligtvis, detta material tillät oss att se effekten. Elektrisk mätning av spinnresonans är särskilt användbart för nanoskalaenheter. "
"Genom att göra en sådan mätning, vi kan mäta egenskaper som centrifugeringsenergin, och centrifugeringstiden direkt, "fortsatte han." Det har skett andra mätningar, men de har varit lite mer indirekta. "
Med framsteg när det gäller att mäta egenskaperna hos en elektronns spinn i grafen, det kommer att göra det möjligt för forskare att genomföra ytterligare studier av detta nya material - vilket ger forskare sätt att optimera grafen för spintroniska applikationer.
Mani noterade att de experiment som utfördes vid GSU, var mycket arbetskrävande. Att helt enkelt skapa grafen - vilket de Heers laboratorium åstadkom - är mycket tidskrävande och kräver enorm erfarenhet.
Mätningar använder mycket sofistikerad utrustning, kräver att forskarna sänker ner prover i flytande helium vid temperaturer nära absolut noll - cirka 460 grader Fahrenheit under noll.
Atlanta har blivit ett centrum för grafenforskning, Sa Mani.
"Sammanflödet av tillgänglig experimentell kapacitet i Atlanta, en hotbed för grafenvetenskap och teknik, möjliggjort detta viktiga framsteg inom spintronikfysikens värld, " han förklarade.
