Нидерландские физики сконструировали двумерный спиновый полевой транзистор на основе графена. В нем спиновые токи генерируются электричеством без использования ферромагнетиков. Это открывает дорогу к созданию чистых спиновых сетей на основе графена.

Двумерный углеродный материал графен — отличный переносчик спинов. Однако для того, чтобы создавать или управлять спинами, необходимо спин-орбитальное взаимодействие, а в углероде оно очень слабое. Специалисты из Университета Гронингена показали, что спин-орбитальное взаимодействие в графене увеличивается, если поместить поверх монослой материала с более тяжелыми атомами. Так возникает гетероструктура Ван-дер-Ваальса.

Ученые создали такую гетероструктуру и при помощи электродов из золота послали чистый заряд тока через графен, сгенерировав спиновой ток (эффект Рашбы — Эдельштейна). Впервые этот эффект демонстрировался в графене, расположенном вблизи другого двухмерного материала, в данном случае — дисульфида вольфрама, рассказывает EurekAlert.

Переход заряда в спин позволяет изготавливать чистые электрические спиновые цепи из графена. До сих пор спины приходилось генерировать при помощи ферромагнетика.

Также ученые показали, что эффективностью выработки спина можно управлять посредством приложения электрического поля. Это значит, что в таком спиновом транзисторе ток можно включать и выключать по желанию.

Помимо вклада в фундаментальную физики, исследование голландских ученых имеет практическое значение для производства спиновых 2D-транзисторов без ферромагнетиков и при комнатной температуре.

Спинтроника — альтернативная электронике технология создания маломощных электронных устройств, в основе которой находится движение спина электрона, то есть магнитного момента. Это квантово-механическое свойство электрона можно использовать для хранения информации.