Los físicos de la Universidad de Groninga construyeron un transistor de giro bidimensional, en el cual las corrientes de giro fueron generadas por una corriente eléctrica a través del grafeno. Se colocó una monocapa de dicholcogenuro de metal de transición TMD encima del grafeno para inducir la carga a-spin conversión en el grafeno. Esta observación experimental fue descrita en el número de la revista Nano letras publicado el 11 de septiembre de 2019.
Spintronics es una forma alternativa atractiva de crear dispositivos electrónicos de baja potencia. No se basa en una corriente de carga sino en una corriente de espines electrónicos. El espín es una propiedad mecánica cuántica de un electrón, un momento magnético que podría utilizarse paratransferir o almacenar información.
heteroestructura
El grafeno, una forma de carbono en 2D, es un excelente transportador de espín. Sin embargo, para crear o manipular espines, se necesita la interacción de sus electrones con los núcleos atómicos: acoplamiento espín-órbita. Esta interacción es muy débil en carbono,haciendo que sea difícil generar o manipular corrientes de espín en el grafeno. Sin embargo, se ha demostrado que el acoplamiento de la órbita de espín en el grafeno aumentará cuando una monocapa de un material con átomos más pesados como un TMD se coloca en la parte superior, creando una VanDer Waals heteroestructura.
En el grupo de Física de Nanodevices, dirigido por el profesor Bart van Wees de la Universidad de Groningen, el estudiante de doctorado Talieh Ghiasi y el investigador postdoctoral Alexey Kaverzin crearon dicha heteroestructura. Utilizando electrodos de oro, pudieron enviar una carga puracorriente a través del grafeno y generar una corriente de espín, conocido como el efecto Rashba-Edelstein. Esto sucede debido a la interacción con los átomos pesados de la monocapa TMD en este caso, disulfuro de tungsteno. Este efecto bien conocido se observó parala primera vez en grafeno que estaba cerca de otros materiales 2D.
simetrías
'La corriente de carga induce una corriente de rotación en el grafeno, que podríamos medir con electrodos de cobalto ferromagnético selectivos de rotación', dice Ghiasi. Esta conversión de carga a rotación hace posible construir circuitos de rotación totalmente eléctricos con grafeno.Anteriormente, los espines tenían que inyectarse a través de un ferromagnet. "También hemos demostrado que la eficiencia de la generación de la acumulación de espines puede ajustarse mediante la aplicación de un campo eléctrico", agrega Ghiasi. Esto significa que han construido un espíntransistor en el que la corriente de centrifugado se puede encender y apagar.
El efecto Rashba-Edelstein no es el único efecto que produce una corriente de giro. El estudio muestra que el efecto Spin-Hall hace lo mismo, pero que estos giros están orientados de manera diferente. 'Cuando aplicamos un campo magnético, hacemos quelos giros giran en el campo. Diferentes simetrías de las señales de giro generadas por los dos efectos en interacción con el campo magnético nos ayudan a desenredar la contribución de cada efecto en un sistema ", explica Ghiasi. También fue la primera vez que ambos tipos deSe observaron mecanismos de conversión de carga a giro en el mismo sistema: "Esto nos ayudará a obtener información más fundamental sobre la naturaleza del acoplamiento giro-órbita en estas heteroestructuras".
buque insignia de grafeno
Además de las ideas fundamentales que el estudio puede proporcionar, la construcción de un transistor de giro 2D totalmente eléctrico sin ferromagnetos tiene una importancia considerable para las aplicaciones espintrónicas, que también es un objetivo del buque insignia de grafeno de la UE. 'Esto es especialmente cierto porque nosotrospudimos ver el efecto a temperatura ambiente. La señal de centrifugado disminuyó con el aumento de la temperatura, pero aún estaba muy presente en condiciones ambientales '.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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