p Cientistas do Graphene Flagship baseados na Universidade de Groningen, Os Países Baixos, criaram um dispositivo baseado em uma camada de bolha de grafeno e nitreto de boro que mostra uma eficiência de transporte de spin sem precedentes em temperatura ambiente. Destacando o potencial de criação de dispositivos contendo grafeno e materiais relacionados, o sinal de spin medido aqui é tão grande que pode ser usado em aplicações da vida real, como lógica baseada em spin e transistores. p Publicado em Nature Communications , essa pesquisa, liderado pelo professor Bart van Wees, Universidade de Groningen, Os Países Baixos, relata um dispositivo baseado em grafeno no qual spins de elétrons podem ser injetados e detectados em temperatura ambiente com alta eficiência. A chave é a interação entre o grafeno e o nitreto de boro na maneira como eles conduzem os spins do elétron.

p O spin pode ser considerado a rotação de um elétron em torno de seu próprio eixo. É uma forma de momento angular intrínseco e pode ser detectado como um campo magnético com uma de duas orientações:para cima e para baixo. O spin do elétron é difícil de controlar e geralmente perde a direção com o tempo. Para usar o spin do elétron em um dispositivo, A polarização do spin é importante - é a capacidade de controlar a fração de elétrons com um spin para cima ou para baixo. "A polarização do spin pode ser alcançada enviando os elétrons através de um material ferromagnético, "van Wees explica.

p O professor van Wees e sua equipe mostraram que poderiam melhorar muito a eficiência da injeção e detecção de elétrons de spin em grafeno usando o nitreto de boro isolante entre a camada de grafeno e os eletrodos injetores / detectores de spin ferromagnéticos.

p "O grafeno é um material muito bom para o transporte de spin, mas não permite manipular os giros, "diz van Wees" Para injetar spins no grafeno, é preciso fazê-los passar de um ferromagneto através de um isolador de nitreto de boro por tunelamento quântico. Descobrimos que usar uma camada de dois átomos de nitreto de boro resultou em uma polarização de spin muito forte de até 70 por cento, 10 vezes o que normalmente recebemos. "

p Nos dispositivos produzidos, a polarização aumentou com a voltagem, desafiando o pensamento atual de que é apenas a influência ferromagnética que polariza o spin. Em vez de, parece que é o tunelamento quântico que polariza o spin em seus dispositivos. Os pesquisadores também descobriram um aumento semelhante de dez vezes na detecção de spin no mesmo dispositivo. "Portanto, no geral, o sinal aumentou por um fator de 100, "disse van Wees.

p Isso cria muitas possibilidades. "Agora podemos injetar spins no grafeno e medi-los facilmente depois de percorrerem uma certa distância. Uma aplicação seria como um detector de campos magnéticos, o que afetará o sinal de rotação. "

p Outra possibilidade seria construir uma porta lógica de spin ou um transistor de spin. Como os experimentos com o novo dispositivo foram conduzidos em temperatura ambiente, tais aplicações estão ao nosso alcance. "Contudo, "van Wees diz, 'usamos grafeno que obtivemos por esfoliação, usando fita adesiva para descascar monocamadas de um pedaço de grafite. Isso não é adequado para produção em grande escala. "As técnicas para fazer grafeno de alta qualidade em escala industrial são o foco do Grafeno Flagship.

p O professor Vladimir Falko do Graphene Flagship diz:“Encapsulamento de grafeno em nitreto de boro e uso de heteroestruturas desses dois materiais para novos dispositivos, incluindo transistores de tunelamento, é uma tendência promissora na pesquisa do grafeno que já apresentou muitos resultados interessantes. A observação relatada leva a spintrônica do grafeno a um nível qualitativamente novo. "

p Spintrônica se concentra em dispositivos spintrônicos de grafeno à temperatura ambiente, unindo pesquisa teórica e experimental, e é visto como um investimento de longo prazo para o Graphene Flagship. Com tanto progresso sendo feito nos elementos individuais para produzir dispositivos spintrônicos totalmente funcionais, a próxima etapa é juntá-los. O trabalho recentemente publicado do professor Saroj Dash, parceiro da Graphene Flagship, da Chalmers University, Suécia, mostrou a capacidade de controlar a quantidade de spin com uma tensão de porta, tudo em temperatura ambiente. Facilitar a colaboração em projetos como esses é um objetivo central do Graphene Flagship.