La perspectiva de transportar información de espín a largas distancias en grafeno, posible debido a su pequeño acoplamiento intrínseco espín-órbita y la desaparición de la interacción hiperfina, ha estimulado una intensa investigación que explora las aplicaciones de la espintrónica. Sin embargo, los tiempos de relajación del giro medidos son órdenes de magnitud más pequeños de lo que se predijo inicialmente, mientras que el principal proceso físico para el desfase de espín y sus dependencias de densidad de carga y desorden siguen siendo descritos de manera poco convincente por los mecanismos convencionales.

En una publicación reciente en Física de la naturaleza , Los investigadores de ICN2 desentrañan un mecanismo de relajación de espín sin precedentes para muestras no magnéticas que se deriva de un entrelazamiento entre espín y pseudoespiro impulsado por un acoplamiento aleatorio espín-órbita. exclusivo del grafeno. El trabajo fue dirigido por el profesor de investigación ICREA Stephan Roche, Líder de Grupo del Grupo de Nanociencia Teórica y Computacional ICN2. El primer autor del artículo es el Dr. Dinh Van Tuan, del Grupo liderado por el Prof. Roche, y el profesor de investigación ICREA Sergio O. Valenzuela, Líder de grupo del Grupo de Física e Ingeniería de Nanodispositivos del ICN2, se encuentra entre los autores.

La mezcla entre el espín y las fases de Berry relacionadas con el pseudoespín da como resultado un rápido desfase del espín incluso cuando se acerca al límite balístico. con tiempos de relajación crecientes lejos del punto de Dirac, como se observa experimentalmente. El origen del acoplamiento espín-órbita puede provenir de adatoms, ondulaciones o incluso el sustrato, sugiriendo estrategias novedosas de manipulación de espín basadas en el grado de libertad de pseudoespiro.

Tales posibilidades sugieren enfoques sin precedentes para el surgimiento del procesamiento y la computación de información sin cargo, dando como resultado una nueva generación de dispositivos espintrónicos activos (compatibles con CMOS) junto con memorias MRAM no volátiles de baja energía. Este fenómeno no solo revisita años de controversias experimentales y teóricas, pero también abre una nueva ventana al formidable desafío de manipular el grado de libertad de giro en las futuras tecnologías de procesamiento de información.