Un artículo publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza presenta un nuevo método para determinar la anisotropía de la vida útil de espín de portadores de espín polarizados en grafeno utilizando precesión de espín oblicua. La obra, dirigido por el profesor de investigación ICREA Sergio O Valenzuela, Líder de grupo del Grupo de Física e Ingeniería de Nanodispositivos ICN2, Demuestra las mediciones de anisotropía de la vida útil del espín en el grafeno y las analiza a la luz de los conocimientos teóricos actuales.
Uno de los acertijos más fascinantes para las comunidades del grafeno y la espintrónica es identificar el principal proceso microscópico para la relajación del espín en el grafeno. Los mecanismos de relajación convencionales han arrojado resultados contradictorios cuando se aplican al grafeno de una sola capa. En un artículo publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , Investigadores del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) determinan la anisotropía de vida útil de espín de portadores de espín polarizados en grafeno, que se espera que genere información valiosa para superar el rompecabezas anterior.
El presente trabajo demuestra las mediciones de anisotropía de la vida útil del espín en el grafeno y las analiza a la luz de los conocimientos teóricos actuales. Ha sido coordinado por el profesor de investigación ICREA Sergio O. Valenzuela, Líder de grupo del Grupo de Física e Ingeniería de Nanodispositivos ICN2, en colaboración con el INPAC - Instituto de Física y Química a Nanoescala (Lovaina, Bélgica). El primer autor del artículo es Bart Raes, de ICN2.
La anisotropía se determina utilizando un método novedoso basado en la precesión de espín oblicuo, un cambio en la orientación del eje de rotación de un cuerpo giratorio. A diferencia de los enfoques anteriores, el método no requiere grandes campos magnéticos fuera del plano y, por lo tanto, es confiable tanto para densidades de portadora bajas como altas. Los autores primero determinan la vida útil del espín en el plano mediante mediciones de precesión de espín convencionales con campos magnéticos perpendiculares al plano del grafeno. Luego, para evaluar la vida útil del giro fuera del plano, implementan medidas de precesión de espín bajo campos magnéticos oblicuos que generan una población de espines fuera del plano.
Los resultados muestran que la anisotropía de la vida útil del espín del grafeno sobre el óxido de silicio es independiente de la densidad del portador y la temperatura hasta 150 K, y mucho más débil de lo que se informó anteriormente. En efecto, dentro de la incertidumbre experimental, la relajación del giro es isotrópica. Junto con la dependencia de la puerta de la vida útil del giro, esto indica que la relajación de espín es impulsada por impurezas magnéticas o campos de calibre o órbita de espín aleatorios.
Los autores subrayan que las propiedades microscópicas del grafeno utilizado en dispositivos procedentes de diferentes laboratorios no son necesariamente equivalentes, debido a la fuente de grafito o los pasos de procesamiento que se han utilizado. Por lo tanto, los resultados experimentales pueden variar entre los grupos de investigación. Esto subraya la importancia de desarrollar técnicas avanzadas de caracterización del transporte de espín y la implementación sistemática utilizando muestras de diferentes orígenes.
Los autores concluyen que las mediciones de anisotropía de relajación de espín en sustratos específicos y con un número controlado de adatoms depositados serán cruciales para aumentar la vida útil del espín hacia el límite teórico y encontrar formas de controlar la vida útil del espín. Ese es el camino para desarrollar en última instancia enfoques sin precedentes para la aparición de protocolos de procesamiento de información basados en espines que se basan en el grafeno.
