Grafenbaserade van der Waals heterostrukturer skulle kunna användas för att designa ultrakompakta och lågenergielektronikenheter och magnetiska minnesenheter, enligt en studie ledd av ICREA Prof. Sergio O. Valenzuela, chef för ICN2 Physics and Engineering of Nanodevices Group. Detta är vad en artikel publicerad i det senaste numret av tidskriften föreslår. Resultaten har visat att det är möjligt att utföra en effektiv och avstämbar spin-laddning-omvandling i dessa strukturer, och, för första gången, även vid rumstemperatur. Tidningen publiceras i Naturmaterial . De första författarna är L. Antonio Benítez och Williams Savero Torres, av samma grupp. Resultaten kompletterar nyligen genomförda studier inom samma initiativ, inklusive en publicerad 2019 i Nanobokstäver av forskare från University of Groningen (RUG).

Spintronics, elektronik som använder elektronspin för att lagra, manipulera och överföra information, omfattar nyckelteknologier, t.ex. rörelsesensorer och teknik för informationslagring. Dock, utvecklingen av effektiva och mångsidiga spinnbaserade teknologier kräver högkvalitativa material som tillåter spinnöverföring på långa avstånd, samt metoder för att generera och manipulera spinnströmmar.

Spinströmmar produceras och detekteras vanligtvis med hjälp av ferromagnetiska material. Som ett alternativ, spin-omloppsinteraktioner tillåter generering och kontroll av spinnströmmar uteslutande genom elektriska fält, tillhandahåller ett mycket mer mångsidigt verktyg för implementering av storskaliga spinnenheter.

Grafen är ett unikt material för långväga spinntransporter. Den nya studien visar att spinntransport kan manipuleras i grafen genom närhetseffekter. För att framkalla dessa effekter, forskarna använde övergångsmetalldikalkogenider, som är tvådimensionella material som grafen. Teamet har visat effektiv spin-laddning interkonvertering vid rumstemperatur jämförbar med bästa prestanda hos traditionella material.

Dessa framsteg är resultatet av en gemensam ansträngning av experimentella och teoretiska forskare, som arbetade sida vid sida inom ramen för flaggskeppet grafen. Resultaten av denna studie är av stor relevans för gemenskaperna av spintronik och tvådimensionella material, eftersom de ger relevant information om de inblandade fenomenens grundläggande fysik och öppnar dörren för nya tillämpningar.