p Os elétrons nos materiais têm uma propriedade conhecida como 'spin, "que é responsável por uma variedade de propriedades, o mais conhecido deles é o magnetismo. Imãs permanentes, como os usados ​​para portas de geladeira, têm todos os spins em seus elétrons alinhados na mesma direção. Os cientistas se referem a esse comportamento como ferromagnetismo, e o campo de pesquisa de tentar manipular o spin como spintrônica. p No mundo quântico, os spins podem ser organizados de maneiras mais exóticas, dando origem a estados frustrados e ímãs emaranhados. Interessantemente, uma propriedade semelhante ao spin, conhecido como "o vale, "aparece em materiais de grafeno. Esta característica única deu origem ao campo da Valleytronics, que visa explorar a propriedade do vale para física emergente e processamento de informação, muito parecido com a spintrônica, depende da pura física do spin.

p "A Valleytronics potencialmente permitiria a codificação de informações no grau de liberdade do vale quântico, semelhante a como a eletrônica o faz com carga e a spintrônica com o spin. "Explica o professor Jose Lado, do Departamento de Física Aplicada de Aalto, e um dos autores da obra. "O que mais, dispositivos Valleytronic ofereceriam um aumento dramático nas velocidades de processamento em comparação com a eletrônica, e com uma estabilidade muito maior em relação ao ruído do campo magnético em comparação com os dispositivos spintrônicos. "

p Estruturas feitas de rotação, materiais ultrafinos fornecem uma plataforma de estado sólido rica para projetar novos dispositivos. Em particular, camadas de grafeno levemente torcidas mostraram recentemente ter propriedades não convencionais interessantes, isso pode levar a uma nova família de materiais para tecnologias quânticas. Esses estados não convencionais que já estão sendo explorados dependem de carga elétrica ou spin. A questão em aberto é se o vale também pode levar a sua própria família de estados emocionantes.

p Fazendo materiais para Valleytronics

p Para este objetivo, Acontece que os ferromagnetos convencionais desempenham um papel vital, levando o grafeno para o reino da física do vale. Em um trabalho recente, Ph.D. estudante Tobias Wolf, junto com os Profs. Oded Zilberberg e Gianni Blatter na ETH Zurique, e Prof. Jose Lado na Aalto University, mostrou uma nova direção para a física correlacionada em materiais magnéticos de van der Waals.

p A equipe mostrou que ensanduichar duas camadas ligeiramente giradas de grafeno entre um isolador ferromagnético fornece um cenário único para novos estados eletrônicos. A combinação de ferromagnetos, engenharia de torção do grafeno, e os efeitos relativísticos forçam a propriedade "vale" a dominar o comportamento dos elétrons no material. Em particular, os pesquisadores mostraram como esses estados apenas de vale podem ser ajustados eletricamente, fornecer uma plataforma de materiais na qual estados apenas de vale podem ser gerados. Com base na recente descoberta em spintrônica e materiais de van der Waals, a física do vale em multicamadas magnéticas torcidas de van der Waals abre a porta para o novo reino dos Valleytronics torcidos correlacionados.

p "Demonstrar esses estados representa o ponto de partida para novos estados de vale emaranhados exóticos." Disse o professor Lado, "Em última análise, a engenharia desses estados de vale pode permitir a realização de líquidos de vale emaranhados quânticos e estados de Hall de vale quântico fracionário. Esses dois estados exóticos da matéria ainda não foram encontrados na natureza, e abriria possibilidades interessantes para uma plataforma potencialmente nova baseada em grafeno para computação quântica topológica. "

p O papel, "Espirais de vale espontâneas em grafeno bicamada torcida magneticamente encapsulado" é publicado na revista Cartas de revisão física .