p Os físicos do KAIST descreveram uma rota para projetar a geração com eficiência energética, manipulação e detecção de correntes de spin usando materiais bidimensionais não magnéticos. A equipe de pesquisa, liderado pelo professor Sungjae Cho, observaram interconversão carga-rotação altamente eficiente através do efeito Rashba-Edelstein (REE) ajustável em heteroestruturas de grafeno. p Esta pesquisa abre caminho para a aplicação do grafeno como um componente spintrônico ativo para gerar, controlando, e detecção de corrente de spin sem eletrodos ferromagnéticos ou campos magnéticos.

p O grafeno é um componente spintrônico promissor devido ao seu longo comprimento de difusão de spin. Contudo, seu pequeno acoplamento spin-órbita limita o potencial do grafeno em aplicações spintrônicas, uma vez que o grafeno não pode ser usado para gerar, ao controle, ou detectar corrente de spin.

p "Aumentamos com sucesso o acoplamento spin-órbita do grafeno, empilhando grafeno no topo de 2H-TaS ₂ , que é um dos materiais de dichalcogeneto de metal de transição com o maior acoplamento spin-órbita. O grafeno agora pode ser usado para gerar, ao controle, e detectar a corrente de giro, "Professor Cho disse.

p O efeito Rashba-Edelstein é um mecanismo físico que permite a interconversão de corrente de carga para corrente de spin por estrutura de banda dependente de spin induzida pelo efeito Rashba, uma divisão dependente do momento de bandas de spin em sistemas de matéria condensada de baixa dimensão.

p O grupo do professor Cho demonstrou o efeito Rashba-Edelstein ajustável em um grafeno multicamadas pela primeira vez. O efeito Rahsba-Edelstein permite que os elétrons de condução bidimensionais do grafeno sejam magnetizados por uma corrente de carga aplicada e formem uma corrente de spin. Além disso, como o nível Fermi de grafeno, sintonizado pela tensão da porta, move-se da valência para a banda de condução, a corrente de spin gerada pelo grafeno inverteu sua direção de spin.

p Esta reversão de spin é útil no projeto de transistores de baixo consumo de energia utilizando spins, pois fornece o estado da portadora 'ligado' com buracos para cima (ou elétrons de spin down) e o estado 'desligado' com polarização de spin zero. chamado de 'ponto de neutralidade de carga', onde o número de elétrons e lacunas são iguais.

p "Nosso trabalho é a primeira demonstração de interconversão carga-spin em um TMD metálico (dichalcogeneto de metal de transição) e heteroestrutura de grafeno com um estado de polarização de spin controlado por uma porta. Esperamos que o efeito de comutação de spin totalmente elétrico e o a reversão da polarização de spin sem equilíbrio pela aplicação de tensão de porta é aplicável para a geração eficiente de energia e manipulação de correntes de spin usando materiais não magnéticos de van der Waals, "explicou o professor Cho.