La observación de la no linealidad en los procesos relacionados con el espín de los electrones en el grafeno hace que sea más fácil de transportar, manipular y detectar giros, así como conversión de giro a carga. También permite operaciones analógicas como la modulación de amplitud y la amplificación de espín. Esto lleva a la espintrónica al punto donde estaba la electrónica regular después de la introducción de los primeros transistores. Estos resultados de los físicos de la Universidad de Groningen se publicaron en la revista Revisión física aplicada el 17 de diciembre.

La espintrónica es un tipo de electrónica que utiliza el espín de los electrones (un momento magnético que puede tener valores "arriba" o "abajo") para transportar señales. El transporte de vueltas en el material de carbono 2-D grafeno es excelente; sin embargo, la manipulación de giros no lo es. Esto requiere la adición de ferroimanes (para inyección y detección de espín) o materiales de átomos pesados ​​con alto acoplamiento de órbita de espín, que permiten la manipulación de giros.

No lineal

Los científicos de la Universidad de Groningen ahora han demostrado que los efectos no lineales que son particulares del espín de electrones se pueden lograr utilizando nitruro de boro 2-D. Previamente, ya habían demostrado que inyectar una corriente a través de una bicapa de nitruro de boro, al que se aplicó una pequeña corriente de polarización de CC, resultó en una polarización de espín muy alta, lo que significa que hay una gran diferencia entre el número de electrones de espín hacia arriba y hacia abajo. Ahora han demostrado que el aumento de polarización se puede atribuir a procesos no lineales que influyen en los espines de los electrones.

La no linealidad significa que dos señales de giro se multiplican, en lugar de sumar (lo que sería un efecto lineal). Es más, en el régimen no lineal, Las señales de giro se pueden medir sin utilizar ferroimanes. Más temprano, todos estos efectos estaban ausentes o eran muy débiles en un dispositivo espintrónico de grafeno típico. Todo por este efecto no lineal, que aumenta en proporción con la corriente de polarización, 'dice Siddhartha Omar, ex investigador postdoctoral en la Universidad de Groningen y primer autor del artículo. 'La polarización puede llegar incluso al 100 por ciento. Dado que no es lineal, das menos y obtienes más durante la inyección cuando se aplica esta corriente '.

Neuromórfico

En el estudio, Omar y sus colegas del grupo de Física de Nanodispositivos del Instituto Zernike de Materiales Avanzados, Universidad de Groningen, mostrar aplicaciones del efecto no lineal para operaciones analógicas básicas, tales como elementos esenciales de modulación de amplitud en señales de espín puras. “Creemos que esto se puede utilizar para transportar efectos a distancias más grandes. La señal de giro más grande también facilita la conversión de carga de giro y eso significa que ya no necesitamos ferromagnetos para detectarlos '.

La capacidad de modular una señal de giro, en lugar de simplemente encenderlo o apagarlo, también facilita la construcción de dispositivos espintrónicos. Omar:'Podrían usarse en computación neuromórfica basada en espines, que usa interruptores que pueden tener un rango de valores, en lugar de solo 0 o 1. ' También parece posible crear un amplificador de corriente de espín, que produce una gran corriente de espín con una pequeña tensión de polarización. 'Puede que ya esté allí, pero aun tenemos que demostrarlo, 'dice Omar.

Espintrónica

Todos estos efectos se midieron tanto a bajas temperaturas como a temperatura ambiente y podrían utilizarse en aplicaciones como elementos de circuitos no lineales en los campos de la espintrónica avanzada. La espintrónica se encuentra ahora en el punto donde estaba la electrónica regular después de la introducción de los primeros transistores. Ahora podríamos construir dispositivos espintrónicos reales, 'concluye Omar.