Het onderzoek van de Stichting Fundamenteel Onderzoek der
Materie (FOM) en de Rijksuniversiteit Groningen werd afgelopen week
gepubliceerd inNano Letters.Tot voor kort was het nog niet geluk om
spinstroom in grafeen te laten geleiden. Met de ontwikkeling van de
'hangmatten' is dit nu wel mogelijk.
Energiezuiniger dataopslag
Het verschil tussen spintronica en elektronica zit in de
informatiedragers: bij elektronica gaat het om de lading van het
elektron, bij spintronica om de oriëntatie van het magnetisch
moment van een elektron, de spin. Dit relatief nieuwe
onderzoeksveld kan leiden tot nieuwe typen magnetische devices voor
dataopslag en -overdracht, die minder energie consumeren en langer
mee gaan.
De twee belangrijkste parameters voor spintronica zijn de
spinlevensduur - ofwel hoe lang spins dezelfde oriëntatie kunnen
behouden - en de afstand die spins kunnen afleggen voordat ze
hun informatie kwijtraken (de spin-relaxatielengte).
Hoewel er op basis van theorie wordt voorspeld dat spins in
grafeen een lange levensduur en relaxatielengte zullen hebben,
blijven de experimentele observaties tot nu toe achter bij deze
voorspellingen. De factoren die spintransport in grafeen beperken
zijn vooralsnog onduidelijk.
Hangmat zorgt voor superieur
ladingtransport
In een poging de beperkingen voor grafeen-spintronica te
identificeren en om te begrijpen hoe spins zich in zuiver grafeen
gedragen, hebben de onderzoekers spintransport in vrij hangend
grafeen bestudeerd. In deze devices hangt het grafeen als een
hangmat tussen twee contacten in en dit resulteert in superieur
ladingstransport.
De gemeten spinstroom door deze bruggen laat zien dat het
spintransport in feite wordt beperkt door dat deel van het grafeen
dat nog wel ondersteund wordt. De grafeengebieden die echt vrij
hangen zijn van zeer hoge kwaliteit en daarom veelbelovend voor
toekomstige spintronische apparaten. Grafeen, een laagje koolstof
van één atoom dik, is een veelbelovend materiaal dat sinds de
ontdekking door André
Geim tal van toepassingen
heeft gekregen.