(PhysOrg.com) - El grafeno es un material que tiene potencial para varias aplicaciones futuras. Los científicos están interesados ​​en utilizar el grafeno para la computación cuántica y también como reemplazo de la electrónica. Sin embargo, para realizar estas aplicaciones de grafeno, Es importante tener una sólida comprensión de cómo funciona la corriente de espín en el grafeno.

Uno de los objetivos es lograr una corriente de espín pura en grafeno. "La corriente de giro pura es una corriente de giro con corriente de carga cero, lo que significa que los electrones con diferentes espines viajan hacia direcciones opuestas, "K S Chan dice PhysOrg.com vía correo electrónico. Chan es profesor en la City University of Hong Kong. Trabajando con Zijing Lin, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei, y, Qingtian Zhang, estudiante del Ph.D. conjunto CityU-USTC. programa, Chan estudió el bombeo adiabático en grafeno como una forma de generar corriente de espín. Su trabajo se publica en Letras de física aplicada :"Gire la generación actual mediante bombeo adiabático en grafeno monocapa".

“La corriente de espín es una herramienta importante para estudiar los espines en el grafeno, ”Chan explica. "Con corriente de espín, puedes crear polarización en una región en particular, y puedes estudiar el comportamiento del espín en esa región en particular ”. Chan señala que la corriente de espín es importante en el desarrollo de una computadora cuántica de grafeno. Adicionalmente, señala que el grafeno es el material de elección para la espintrónica, que algunos esperan podrá reemplazar la electrónica.

"Se cree que los dispositivos espintrónicos son más rápidos y consumen menos energía que los dispositivos electrónicos, ”Chan continúa. Comprender cómo funciona el giro en el grafeno podría ser una parte importante para lograr un gran avance en la espintrónica. Chan y sus colegas utilizan un método llamado bombeo cuántico adiabático para generar corriente de espín para su estudio.

Chan describe la técnica:“[El bombeo adiabático] es un fenómeno cuántico en el que se genera una corriente CC sin voltaje CC. Se aplican dos voltajes de CA al grafeno y se puede generar una corriente de carga de CC a través del bombeo cuántico adiabático. Adiabático significa que las tasas de cambio de los voltajes son muy lentas en comparación con la velocidad a la que los electrones viajan a través de la estructura del grafeno ".

Además de eso, el equipo creó asimetría entre electrones con espín diferente utilizando el efecto de proximidad ferromagnética. “Se deposita una fina película ferromagnética sobre el grafeno. Los electrones con diferentes espines debajo de la capa ferromagnética tendrán diferentes energías y, por lo tanto, responderán de manera diferente al bombeo adiabático. ”Chan dice. Como resultado de estas diferentes respuestas, se genera corriente de espín pura, con diferentes giros viajando en direcciones opuestas. “Lo que tiene de especial el método actual es que se puede generar una corriente de espín pura con alguna energía de Fermi sin un campo magnético externo, lo cual es importante para fabricar dispositivos de tamaño nanométrico ".

Fundamentalmente, el trabajo realizado por Chan y sus colegas muestra que es posible generar corriente de espín pura en grafeno sin campo magnético. Esto podría conducir a aplicaciones más prácticas en computación cuántica y quizás, más tarde, espintrónica. El siguiente paso, aunque, es aprender cómo se puede detectar la corriente de espín.

"La corriente de giro es difícil de detectar, ”Chan explica. "No es como la corriente de carga que se puede medir fácilmente con un voltímetro". Admite que hay otras cuestiones importantes que deben estudiarse con respecto al giro en el grafeno, pero Chan señala esto:"Para desarrollar dispositivos espintrónicos de grafeno, necesitamos saber cómo medir la corriente de giro en el grafeno ".

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