يُفضل الجرافين بين المواد ثنائية الأبعاد لنقل معلومات الدوران ، ولكن لا يمكنه توليد تيار دوران ما لم يتم تعديل خصائصه - تُستخدم الأقطاب الكهربائية المغناطيسية الكوبالتية التقليدية لحقن واكتشاف إشارة الدوران في الجرافين.
إذا كان من الممكن إعطاء الجرافين خصائص مغناطيسية ، فيمكنه من تلقاء نفسه أن يفضل مرور نوع واحد من السبين ، مما يؤدي إلى قلب التوازن بين مجموعة الإلكترون المغزلي والاسفل ، مما ينتج عنه تيار مستقطب سيني.
وهذا ما فعلته جرونينجن بالشراكة مع جامعة كولومبيا.
مفتاح الاكتشاف هو قرب الجرافين ثنائي الطبقة من الطبقة البينية للمغناطيس المضاد CrSBr.
قال الباحث في جرونينجن تاليه غياسي: "لقد اكتشفنا استقطابًا دورانيًا كبيرًا بشكل استثنائي للموصلية بنسبة 14٪ في الجرافين المغناطيسي والذي من المتوقع أيضًا أن يتم ضبطه بكفاءة بواسطة مجال كهربائي عرضي".
يعتبر تبديد الحرارة الذي لا مفر منه مفيدًا لمرة واحدة.
قال غياسي: "نلاحظ أن تدرج درجة الحرارة في الجرافين المغناطيسي بسبب تسخين الجول يتحول إلى تيار دوران". "يحدث هذا من خلال تأثير سيبيك المعتمد على الدوران والذي لوحظ أيضًا في الجرافين لأول مرة في تجاربنا." يقول غياسي.
النقل الدوراني في الجرافين حساس للسلوك المغناطيسي للطبقة الخارجية للمغناطيس المضاد المجاور. "هذا يعني أن قياسات النقل الدوراني تتيح قراءة مغنطة طبقة ذرية واحدة ،" وفقًا للجامعة. "وبالتالي ، فإن الأجهزة المغناطيسية القائمة على الجرافين لا تعالج فقط الجوانب الأكثر صلة من الناحية التكنولوجية للمغناطيسية في الجرافين للذاكرة ثنائية الأبعاد والأنظمة الحسية ، ولكنها توفر أيضًا نظرة ثاقبة في فيزياء المغناطيسية."
تمت تغطية العمل في "التوليد الكهربائي والحراري لتيارات الدوران بواسطة الجرافين المغناطيسي ثنائي الطبقة" ، المنشور في Nature Nanotechnology.
صورة: مخطط مبسط يوضح التوليد الكهربائي والحراري لتيارات الدوران في بنية مغايرة ثنائية الطبقة من الجرافين- CrSBr. تُستخدم أقطاب الكوبالت المغناطيسية لتحديد درجة استقطاب الدوران الناجم عن قرب في الجرافين ثنائي الطبقة ، حيث تسمح مغنطة الطبقة الخارجية الأكبر من CrSBr بتوصيل أعلى للإلكترونات المغزلية (الأسهم الحمراء).