Naukowcy opracowali pionierski materiał, który wykorzystuje unikalne właściwości związane ze spinem poprzez skręcanie warstw grafen i selenek wolframu.
Ta innowacyjna technika w dziedzinie spintroniki może zrewolucjonizować rozwój zaawansowanych urządzeń elektronicznych, usprawniając integrację pamięci magnetycznych w procesorach i przezwyciężając obecne ograniczenia w obsłudze prądów spinowych.
Przełomowy materiał spintroniki
We współpracy z personelem badawczym z Charles Uniwersytet w Pradze i CFM (CSIC-UPV/EHU) centrum w San Sebastian grupa Nanodevices CIC nanoGUNE zaprojektowała nowy złożony materiał o nowych właściwościach w dziedzinie spintroniki. To odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie Materiały naturyotwiera szereg nowych możliwości w zakresie opracowywania nowatorskich, wydajniejszych i bardziej zaawansowanych urządzeń elektronicznych, takich jak te, które integrują pamięci magnetyczne w procesorach.
Odkrycie dwuwymiarowych materiałów o unikalnych właściwościach doprowadziło do ożywienia badań nad tymi materiałami, ponieważ powstają nowe efekty, gdy dwie warstwy tych materiałów są ułożone jeden na drugim, tworząc heterostrukturę. Niedawno zaobserwowano, że niewielkie obroty tych warstw mogą znacząco zmienić właściwości tej heterostruktury.
Innowacyjna technika skręcania w układaniu materiałów
„W tej pracy badaliśmy układanie dwóch warstw grafenu i selenku wolframu (WSe2)” – wyjaśnił profesor naukowy Ikerbasque Félix Casanova, współprzewodniczący grupy Nanodevices w nanoGUNE i który kierował tymi pracami. „Jeśli dwie warstwy zostaną umieszczone jedna na drugiej i obrócone pod precyzyjnym kątem, generowany będzie prąd wirowy w określonym kierunku” – dodał Félix Casanova.
Spin (jedna z właściwości elektronów i innych cząstek) zwykle przenoszony jest w kierunku prostopadłym do prądu elektrycznego. Obsługa tych prądów spinowych jest jednym z głównych ograniczeń spintroniki – elektroniki, która wykorzystuje spin do przechowywania, przetwarzania i przesyłania informacji. Jednak „ta praca pokazuje, że to ograniczenie w rzeczywistości znika, gdy stosuje się odpowiednie materiały” – podkreślił Félix Casanova.
Konsekwencje dla przyszłych urządzeń elektronicznych
Badacz doszedł do wniosku, że „po prostu układając dwie warstwy i stosując „magiczny” skręt, można uzyskać nowe właściwości związane z spinem, które nie istnieją w materiałach wyjściowych”. „Im większą elastyczność mamy w doborze materiałów, tym większe są możliwości projektowania urządzeń nowej generacji”.
Odniesienie: „Tekstura spinu z możliwością regulacji kąta skrętu w WSe2/graphene van der Waals heterostructures” autorstwa Haozhe Yang, Beatriz Martín-García, Jozef Kimák, Eva Schmoranzerová, Eoin Dolan, Zhendong Chi, Marco Gobbi, Petr Němec, Luis E. Hueso i Fèlix Casanova, 27 sierpnia 2024 r., Materiały natury.
DOI: 10.1038/s41563-024-01985-y
