Pesquisadores da Universidade de Manchester podem ter superado um obstáculo significativo no caminho para a computação quântica, demonstrando melhorias nas características de transporte de spin de dispositivos eletrônicos baseados em grafeno em nanoescala.
A equipe - composta por pesquisadores do Instituto Nacional de Grafeno (NGI) liderada pelo Dr. Ivan Vera Marun, juntamente com colaboradores do Japão e incluindo estudantes financiados internacionalmente pelo Equador e México - usou grafeno monocamada encapsulado por outro material 2D (nitreto de boro hexagonal) em um a chamada heteroestrutura de van der Waals com contatos unidimensionais (foto principal, acima). Essa arquitetura foi observada para fornecer um canal de grafeno de altíssima qualidade, reduzindo a interferência ou 'doping' eletrônico por contatos tradicionais de túnel 2D.

Os dispositivos 'Spintronic', como são conhecidos, podem oferecer maior eficiência energética e menor dissipação em comparação com a eletrônica convencional, que depende de correntes de carga. Em princípio, telefones e tablets que operam com transistores e memórias baseados em spin poderiam ser muito melhorados em velocidade e capacidade de armazenamento, excedendo a Lei de Moore.

Conforme publicado em Nano Letters , a equipe de Manchester mediu a mobilidade de elétrons em até 130.000 cm ² /Vs em baixas temperaturas (20K ou -253 ^o C). Para fins de comparação, os únicos esforços publicados anteriormente para fabricar um dispositivo com contatos 1D alcançaram mobilidade abaixo de 30.000 cm ² /Vs, e o valor de 130k medido no NGI é maior do que o registrado para qualquer outro canal de grafeno anterior onde o transporte de spin foi demonstrado.

Os pesquisadores também registraram comprimentos de difusão de spin aproximando-se de 20μm. Onde mais é melhor, a maioria dos materiais condutores típicos (metais e semicondutores) têm comprimentos de difusão de spin <1μm. O valor do comprimento de difusão de spin observado aqui é comparável aos melhores dispositivos spintrônicos de grafeno demonstrados até o momento.

O principal autor do estudo, Victor Guarochico, disse que seu "trabalho é uma contribuição para o campo da spintrônica de grafeno. Alcançamos a maior mobilidade de portadora até agora em relação a dispositivos spintrônicos baseados em grafeno. Além disso, a informação de spin é conservada em distâncias comparáveis ​​com os melhores relatados na literatura. Esses aspectos abrem a possibilidade de explorar arquiteturas lógicas usando elementos spintrônicos laterais onde o transporte de spin de longa distância é necessário."

O co-autor Chris Anderson acrescentou que "este trabalho de pesquisa forneceu evidências interessantes para uma abordagem significativa e inovadora para controlar o transporte de spin em canais de grafeno, abrindo caminho para dispositivos que possuem recursos comparáveis ​​a dispositivos modernos baseados em carga contemporâneos. Com base neste trabalho , dispositivos de grafeno de camada dupla com contatos 1D estão agora sendo caracterizados, onde a presença de um bandgap eletrostaticamente ajustável permite uma dimensão adicional para girar o controle de transporte." + Explorar mais

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