به تازگی دو گروه پژوهشی نشان دادهاند که میتوان جریانهای اسپینیِ قطبیده و با عمر بیشتر را در دولایهایهای گرافنی ایجاد کرد.
رسانندگی استثنائیِ گرافن، این ماده را هدفی برجسته برای فناوریهای اسپینترونیک ساخته است؛ فناوری که در آن از اسپین الکترون برای ذخیره و انتقال دادهها بهره برده میشود. با این حال، دستکاریِ اسپین الکترونهای گرافن به دلیل ضعیف بودن جفتشدگیِ اسپین-مدار کاری دشوار است؛ جفتشدگی که مابین اسپین یک الکترون و حرکتش وجود دارد. پژوهشگران راهحلی برای این مشکل یافتهاند: جایدادن لایههای گرافنی بر روی مواد دیکالوجنید فلزات واسطه (TMD) که از جفتشدگی اسپین-مداری قوی برخوردارند. اکنون دو تیم پژوهشی نشان دادهاند که میتوان جفتشدگی اسپین-مدار در دولایهایهای گرافنی را چنان دستکاری کرد تا طولعمر دو جریان اسپینی قطبیده و عمودبرهم در این ماده به شکل قابل ملاحظهای متفاوت باشند. این دولایهایهای گرافنی را میتوان به عنوان پایهی قطبشگرهای اسپینی استفاده کرد که اسپینها را در جهات ترجیحی قطبیده میکنند.
![](/upload/news/1397/farzin/98765.JPG)
یوهانس کریستین لئونتنجمایر (Johannes Christian Leutenantsmeyer) از دانشگاه گرونینگن در هلند و جینسونگ شن (Jinsong Xu) از دانشگاه ایالتی اوهایو در کلمبوس و همکارانشان اکنون به شکل تجربی تایید کردهاند که میدانهای الکتریکی، جفتشدگی اسپین-مدار نامتقارنی را در دولایهایهای گرافنی القا میکنند. تیمهای لئونتنجمایر و شی به جریانهای اسپینیِ خارج از صفحهای (out-of-plane) دست یافتهاند که دوازده مرتبه بزرگتر از جریانهای داخل صفحهای (in-plane) است. در آزمایشهای هر دو تیم، جریانها حدود ۹۰ نانوثانیه پایداری داشتهاند که طولعمر قطبش آنها بیش از ۱۰۰ برابر بلندتر از طولعمرهای قبلی است که در مورد دولایهایهای گرافن-TMD بدست آمده است.
این پژوهش در مجلهی فیزیکال ریویو لترز به چاپ رسیده است.
دربارهی نویسنده:
کاترین رایت (Katherine Wright) سردبیر ارشد مجلهی فیزیک است.
منبع:
نویسنده خبر: بهنام زینالوند فرزین