In uno studio precedente, i ricercatori hanno trovato prove che suggeriscono che l'accoppiamento spin-orbita (SOC) era maggiore nelle eterostrutture grafene/dicalcogenuro di metalli di transizione rispetto al grafene normale. In linea di principio, questo fenomeno è un prerequisito necessario per l'effetto Hall di spin (SHE), tuttavia i test successivi per misurare l'SHE del sistema hanno dato risultati inconcludenti. In un articolo pubblicato questo luglio in Nanolettere , ricercatori dell'ICN2 Theoretical and Computational Nanoscience Group, guidato da ICREA Prof. Stephan Roche, sono stati in grado di confermare le osservazioni di un SOC potenziato, oltre a proporre una spiegazione ragionevole del motivo per cui la SHE non può essere misurata sperimentalmente.

La spintronica è una branca dell'elettronica che utilizza lo spin di particelle subatomiche come gli elettroni per immagazzinare e trasportare informazioni, e non solo la carica come con l'elettronica convenzionale. Il risultato sono dispositivi più veloci, operano a una frazione del costo energetico e hanno capacità di memoria notevolmente maggiori. L'effetto spin Hall è ciò che ci permette di creare e manipolare lo spin, e generare una corrente di spin. Ma nell'esperimento precedente, sebbene la LEI stesse avendo luogo, la corrente di spin risultante potrebbe essere rilevata a malapena.

Cosa hanno fatto i ricercatori ICN2, grazie all'accesso al MareNostrum del Barcelona Supercomputing Center tramite un progetto EU PRACE, era quello di ampliare l'esperimento, condurre simulazioni dettagliate e realistiche su scala micrometrica. Come spiega il primo autore dell'articolo, il dott. Jose H. García Aguilar, così facendo sono stati in grado di dimostrare che le condizioni che hanno consentito l'osservazione del SOC potenziato non erano le stesse richieste per osservare l'SHE. Nello specifico, osservare il primo, è necessario che il materiale sia strutturalmente difettoso, che crea disordine e alta dispersione intervalle quando la carica passa attraverso il materiale. Però, questo alto livello di disordine, che è emerso come significativo solo una volta che l'esperimento è stato simulato su scala più ampia, stava sopprimendo la corrente di spin generata attraverso l'SHE, portando ai risultati inconcludenti riportati.

Questo studio offre nuove informazioni sulle dinamiche di spin uniche del grafene, e ci consente di proporre nuovi percorsi per raggiungere sperimentalmente la corrente di spin indotta da SHE in eterostrutture a base di grafene.