Los físicos de KAIST describieron una ruta para diseñar la generación, manipulación y detección de corrientes de espín con eficiencia energética utilizando materiales bidimensionales no magnéticos. El equipo de investigación, dirigido por el profesor Sungjae Cho, observó una interconversión de carga a espín altamente eficiente a través de la puertaEfecto de Rashba-Edelstien REE ajustable en heteroestructuras de grafeno.
Esta investigación allana el camino para la aplicación de grafeno como componente espintrónico activo para generar, controlar y detectar la corriente de espín sin electrodos ferromagnéticos o campos magnéticos.
El grafeno es un componente espintrónico prometedor debido a su larga longitud de difusión de espín. Sin embargo, su pequeño acoplamiento de órbita de espín limita el potencial del grafeno en aplicaciones espintrónicas, ya que el grafeno no puede usarse para generar, controlar o detectar la corriente de espín.
"Incrementamos con éxito el acoplamiento de la órbita giratoria de grafeno al apilar el grafeno sobre 2H-TaS2, que es uno de los materiales de dicholcogenuro de metal de transición con el mayor acoplamiento de órbita giratoria. El grafeno ahora se puede utilizar para generar, controlar,y detectar la corriente de giro ", dijo el profesor Cho.
El efecto Rashba-Edelstein es un mecanismo físico que permite la interconversión de corriente de carga a corriente de giro mediante una estructura de banda dependiente de giro inducida por el efecto Rashba, una división dependiente del momento de las bandas de giro en sistemas de materia condensada de baja dimensión.
El grupo del profesor Cho demostró por primera vez el efecto Rashba-Edelstein sintonizable en un grafeno multicapa. El efecto Rahsba-Edelstein permite que los electrones de grafeno de conducción bidimensional se magneticen mediante una corriente de carga aplicada y formen una corriente de espínAdemás, a medida que el nivel de grafeno de Fermi, ajustado por el voltaje de la puerta, se mueve desde la banda de valencia a la banda de conducción, la corriente de rotación generada por el grafeno invierte su dirección de rotación.
Esta inversión de giro es útil en el diseño de transistores de bajo consumo de energía que utilizan giros, ya que proporciona el estado "On" del portador con agujeros de giro o electrones de giro y el estado "Off" con polarización de giro neta ceroen el llamado "punto de neutralidad de carga" donde el número de electrones y agujeros es igual.
"Nuestro trabajo es la primera demostración de la interconversión de carga a giro en un TMD metálico dichoslcogenuros de metal de transición y heteroestructura de grafeno con un estado de polarización de giro controlado por una puerta. Esperamos que el efecto de cambio de giro totalmente eléctricoy la inversión de la polarización de espín no de equilibrio mediante la aplicación de voltaje de puerta es aplicable para la generación y manipulación de las corrientes de espín con eficiencia energética utilizando materiales no magnéticos de van der Waals ", explicó el profesor Cho.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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