Un team di fisici ha compiuto un grande passo avanti verso lo sviluppo di utili dispositivi spintronici al grafene. I fisici, dalla City University di Hong Kong e dalla University of Science and Technology of China, presentano i loro risultati nell'American Institute of Physics' Lettere di fisica applicata .
Grafene, una forma cristallina bidimensionale di carbonio, viene pubblicizzato come una sorta di "Santo Graal" dei materiali. Vanta proprietà come un carico di rottura 200 volte maggiore dell'acciaio e, di grande interesse per l'industria dei semiconduttori e dell'archiviazione dati, correnti elettriche che possono attraversarlo 100 volte più velocemente che nel silicio.
I dispositivi spintronici sono fortemente perseguiti perché promettono di essere più piccoli, più versatile, e molto più veloce dell'elettronica di oggi. "Spin" è una proprietà della meccanica quantistica che sorge quando il momento rotatorio intrinseco di una particella crea un minuscolo campo magnetico. E lo spin ha una direzione, o "su" o "giù". La direzione può codificare i dati negli 0 e 1 del sistema binario, con la chiave qui è che l'archiviazione dei dati basata sullo spin non scompare quando la corrente elettrica si interrompe.
"C'è un forte interesse di ricerca nei dispositivi spintronici che elaborano le informazioni utilizzando gli spin degli elettroni, perché questi nuovi dispositivi offrono prestazioni migliori rispetto ai dispositivi elettronici tradizionali e probabilmente un giorno li sostituiranno, " dice Kwok Sum Chan, professore di fisica alla City University di Hong Kong "Il grafene è un materiale importante per i dispositivi spintronici perché il suo spin elettronico può mantenere la sua direzione per lungo tempo e, di conseguenza, le informazioni memorizzate non si perdono facilmente."
È, però, difficile generare una corrente di spin nel grafene, che sarebbe una parte fondamentale del trasporto di informazioni in un dispositivo spintronico al grafene. Chan e colleghi hanno escogitato un metodo per farlo. Si tratta di utilizzare lo spin splitting nel grafene monostrato generato dall'effetto di prossimità ferromagnetico e il pompaggio quantistico adiabatico (un processo lento rispetto alla velocità degli elettroni nel dispositivo). Possono controllare il grado di polarizzazione della corrente di spin variando l'energia di Fermi (il livello nella distribuzione delle energie degli elettroni in un solido in cui è ugualmente probabile che uno stato quantistico sia occupato o vuoto), che dicono sia molto importante per soddisfare i vari requisiti applicativi.
