Los investigadores de Graphene Flagship con sede en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Gotemburgo, Suecia, han publicado en Comunicaciones de la naturaleza un trabajo de investigación que muestra un transistor de efecto de campo de espín basado en grafeno que funciona a temperatura ambiente. Utilizando el espín de los electrones en grafeno y otras heteroestructuras de material en capas, los investigadores han producido dispositivos de trabajo como un paso hacia la integración de dispositivos de memoria y lógica espintrónica.
Los dispositivos lógicos semiconductores actuales dentro de nuestras computadoras usan el flujo y el control de la carga electrónica para el procesamiento de la información. Los dispositivos de memoria espintrónica usan las propiedades intrínsecas del espín electrónico para almacenar información. Para los dispositivos futuros, los investigadores están buscando formas de integrar tanto el procesamiento de la información como el procesamiento de la información.almacenamiento en una unidad de dispositivo.
"El grafeno es un medio excelente para el transporte de espín a temperatura ambiente, debido a su baja masa atómica. Sin embargo, un desafío no resuelto era controlar la corriente de espín a temperatura ambiente", explica Saroj Dash, líder del grupo y profesor asociado de la Universidad Chalmers deTecnología.
Los investigadores de Graphene Flagship Andre Dankert y Saroj Dash ahora han demostrado que es posible manipular eléctricamente las propiedades de giro del grafeno de manera controlada a temperatura ambiente. Esto no solo podría abrir muchas posibilidades nuevas en las operaciones de lógica de giro, sino también la integración conelementos de memoria magnética en un solo dispositivo. Con desarrollos adicionales, si uno pudiera producir una corriente de giro sin flujo de carga, esto requerirá mucha menos energía y conducirá a dispositivos más versátiles. Esto es especialmente importante a medida que avanzamos más y más hacia dispositivos móviles portátilesinformática.
"Controlar el flujo de las corrientes de espín de manera similar a un transistor es un sueño de una década y el eslabón perdido hacia aplicaciones de lógica de espín totalmente eléctricas", dice el autor principal Andre Dankert de la Universidad Tecnológica de Chalmers, "Los investigadores estaban trabajando paracasi diez años para comprender las propiedades de transporte de espín de varios materiales en capas y cómo se pueden ajustar para lograr este objetivo. Nuestro trabajo es un hito importante en el campo de la espintrónica ".
Varios grupos emblemáticos han demostrado que el grafeno transporta espín a largas distancias. La combinación de grafeno con otro material en capas donde el espín dura mucho menos tiempo puede producir un transistor de efecto de campo similar al dispositivo.
Hablando de crear dispositivos espintrónicos usando una heteroestructura es Saroj Dash, "Al combinar el grafeno, donde el espín dura nano segundos con disulfuro de molibdeno donde el espín solo dura picosegundos, puedes controlar dónde puede ir el espín usando un voltaje de puerta - esencialmentepuede crear un interruptor giratorio. Es importante destacar que en esta investigación mostramos una mezcla particular de materiales que permite que este interruptor giratorio funcione a temperatura ambiente ".
Saroj Dash también agregó: "Hemos estado trabajando en grafeno spintronics durante varios años y nos unimos al buque insignia de Graphene porque nuestros objetivos están alineados con el del paquete de trabajo de spintronics del buque insignia: investigar los dispositivos de grafeno spintronics a temperatura ambiente, uniéndonosinvestigación teórica y experimental. La naturaleza colaborativa de la comunidad de Graphene Flagship, con su enfoque en reuniones cara a cara, ha llevado a muchas discusiones fructíferas dentro de nuestro campo de spintrónica. Este enfoque colaborativo también condujo a una gran relación con nuestro socio comercial Graphenea, quientrabajó con nosotros para proporcionar la muestra de grafeno que necesitábamos "
Hablando sobre los próximos pasos en su investigación, Andre Dankert dijo: "Ahora que conocemos los parámetros cruciales de la estructura de nuestro dispositivo, podemos optimizarlo para aumentar la ganancia efectiva y la acción del transistor".
Muchos materiales en capas son prometedores para la espintrónica. Además de explorar las interesantes propiedades de estos cristales individuales, es intrigante revelar el potencial de sus heteroestructuras. El objetivo principal es crear nuevos fenómenos de espín en dispositivos basados en materiales en capas al apilar diferentescapas con propiedades complementarias, explicó Saroj Dash.
Bart van Wees, líder del paquete de trabajo de spintronics agrega: "El desafío futuro será explorar y utilizar las nuevas funcionalidades spintrónicas que son posibles gracias a las nuevas estructuras de van der Waals. Los autores ya dieron un paso importante aquí".
El profesor Andrea Ferrari, Presidente del Panel de Gestión y Oficial de Ciencia y Tecnología del Graphene Flagship agregó: "la spintrónica ha sido uno de los paquetes de trabajo fundamentales desde el inicio del buque insignia. Siempre se vio como una inversión a largo plazo.es emocionante ver que se han hecho tantos progresos hacia los dispositivos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por buque insignia de grafeno . Original escrito por Sian Fogden. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :