Englantilaisen Yorkin yliopiston ja italialaisen Roma Tren yliopiston tutkijat uskovat, että heidän uusin tutkimus saattaa avata tien paljon vähemmän energiaa kuluttavaan elektroniikkaan. Ratkaisu löytyisi grafeenin ja siirtymämetallien dikalkogeenien (TMD) yksikerroksisissa komposiittimateriaaleissa.
Tutkijat havaitsivat, että joitakin uusia materiaaleja voitaisiin käyttää elektronin spin tarkkaan sähköiseen ohjaukseen ja sitä kautta informaation hallintaan.
”Olemme etsineet jo vuosia hyviä johtimia, jotka mahdollistavat tehokkaan elektronin spinin sähköisen hallinnan”. sanoo Yorkin yliopiston johtavan tutkijan Aires Ferreira.
”Havaitsimme, että tämä voidaan saavuttaa pienellä vaivalla, kun kaksiulotteinen grafeeni yhdistetään tiettyjen puolijohteisten kerrostettujen materiaalien kanssa. Laskelmamme osoittavat, että pienten jännitteiden soveltaminen grafeenikerroksen yli indusoi johtavien spinien netto polarisaatiota”, Ferreira sanoo.
”Spinvirrat, jotka koostuvat vastakkaisiin suuntiin virtaavien ylös ja alas spineistä, eivät kanna nettovarausta joten teoriassa eivät myöskään lämpöä. Spin-informaation hallinta avaisi siten tietä kohti erittäin vähän energiaa käyttäviin tietokonesiruihin”, kertoo Ferreira.
Tutkijaryhmä osoitti, että kun pieni virta kulkee grafeenikerroksen läpi, elektronien spin polarisoituu tasossa johtuen spin-kiertorata -voimista, jotka saa aikaan läheisyys TMD-perustaan. He osoittivat myös, että varaus-spin muunnoksen tehokkuus voi olla melko suuri jopa huoneenlämmössä.
Yllättäen tutkijat havaitsivat, että grafeenin elektronisten tilojen ainutlaatuinen luonne mahdollistaa varaus-spin -muuntotehokkuuden jopa 94 prosentilla. Tämä avaa mahdollisuuden, että grafeenipohjainen komposiittimateriaali tulee pohjaksi erittäin kompakteille ja energiatehokkaille spin-logiikkalaitteille.
LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI), tutkijoiden tiedote (LINKKI) ja Physical Review Letters -tiedelehden artikkeli (LINKKI)
Kuvituskuva: Shutterstock
Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/2_2017