La prospettiva di trasportare informazioni di spin su lunghe distanze nel grafene, possibile a causa del suo piccolo accoppiamento spin-orbita intrinseco e dell'interazione iperfine evanescente, ha stimolato un'intensa ricerca esplorando le applicazioni della spintronica. Però, i tempi di rilassamento dello spin misurati sono ordini di grandezza inferiori a quelli inizialmente previsti, mentre il principale processo fisico per la sfasatura di spin e le sue dipendenze dalla densità di carica e dal disordine rimangono descritti in modo poco convincente dai meccanismi convenzionali.

In una recente pubblicazione in Fisica della natura , I ricercatori di ICN2 svelano un meccanismo di rilassamento dello spin senza precedenti per campioni non magnetici che deriva da un entanglement tra spin e pseudospin guidato da un accoppiamento casuale spin-orbita, esclusivo del grafene. Il lavoro è stato condotto dalla ricerca ICREA Prof. Stephan Roche, Capogruppo del gruppo di nanoscienze teoriche e computazionali ICN2. Il primo autore dell'articolo è il dott. Dinh Van Tuan, dal Gruppo guidato dal Prof. Roche, e Ricercatore ICREA Prof. Sergio O. Valenzuela, Capogruppo dell'ICN2 Fisica e Ingegneria del Gruppo Nanodevices, è tra gli autori.

La miscelazione tra le fasi di Berry relative allo spin e allo pseudospin si traduce in una rapida sfasatura dello spin anche quando ci si avvicina al limite balistico, con tempi di rilassamento crescenti lontano dal punto Dirac, come osservato sperimentalmente. L'origine dell'accoppiamento spin-orbita può derivare da adatomi, increspature o anche il substrato, suggerendo nuove strategie di manipolazione dello spin basate sul grado di libertà dello pseudospin.

Tali possibilità suggeriscono approcci senza precedenti per l'emergere di elaborazione e calcolo delle informazioni non basati su addebiti, risultando in una nuova generazione di dispositivi spintronici attivi (compatibili CMOS) insieme a memorie MRAM non volatili a bassa energia. Questo fenomeno non solo rivisita anni di controversie sperimentali e teoriche, ma apre anche una nuova finestra sulla formidabile sfida di manipolare il grado di libertà di spin nelle future tecnologie di elaborazione delle informazioni.