Графенът се счита за един от ключовите материали за бъдещата ултратънка спинтроника
(снимка: CC0 Public Domain)
Изследване на учени от БАН демонстрира как може да се подобри спинтронната функционалност на графена, който се счита за един от ключовите материали за бъдещата ултратънка спинтроника.
Учените от Института по оптически материали и технологии „Акад. Йордан Малиновски” (ИОМТ–БАН) в сътрудничество с ICN2 и ICMAB-CSIC (Испания) демонстрираха как взаимодействието между два двуизмерни (2D) материала (графен и паладиев диселенид (PdSe2)), образуващи Ван дер Ваалсова хетероструктура, може да подобри спинтронната функционалност на графена.
Графенът и PdSe₂ се считат за едни от ключовите материали за бъдещата ултратънка спинтроника, поради техните изключителни електрични свойства, подчертават учените от БАН.
В демонстрацията PdSe₂ предизвиква значителни промени в транспорта и динамиката на спиновите токове в графена, предоставяйки нови възможности за контролирането им.
Установено е, че PdSe₂ индуцира спин-орбитално свързване (SOC) в графена, при което близостта на PdSe₂ активира квантов ефект, който предизвиква подвижността на електроните и техните спинове да бъдат свързани. Това явление е от особено значение, защото позволява контрол на спина, без да се разчита на външни магнитни полета.
Изследването демонстрира също силна спин анизотропия в равнината на хетероструктурата графен-PdSe₂ при стайна температура.
Схема на устройството графен-PdSe2 за изследване ефекта на близост индуциран от PdSe2 (F1-F4 феромагнитни контакти, 2 метални контакта (в сиво))
(източник: БАН)
Работата на учените от БАН е съществена стъпка в изясняването на физиката на спина при Ван дер Ваалсовите хетероструктури и разкрива нови възможности за прецизно манипулиране на спина с голям потенциал за разработване на спинтронни устройства от следващо поколение.
Част от получените резултати са по проект H2020-FETPROACT TOCHA „Dissipationless Τopological Channels for Information Transfer and Quantum Metrology” с ръководител проф. дфн Вера Маринова от ИОМТ-БАН и са публикувани в едно от най-престижните международни научни списания Nature Materials.