グラフェンは、スピン情報を転送するための2D材料の中で好まれていますが、その特性を変更しない限りスピン電流を生成できません。従来、グラフェンへのスピン信号の注入と検出にはコバルト強磁性電極が使用されていました。
グラフェンに磁気特性を与えることができれば、それ自体がXNUMX種類のスピンの通過を促進し、スピンアップとスピンダウンの電子集団のバランスを崩し、スピン分極電流を生成する可能性があります。
そして、それはフローニンゲンがコロンビア大学と提携して行ったことです。
発見の鍵は、二層グラフェンがCrSBr反強磁性体中間層に近接していることです。
フローニンゲンの研究者タリア・ギアシは、次のように述べています。「磁性グラフェンでは、導電率14％の非常に大きなスピン偏極が検出されます。これは、横電界によって効率的に調整できることも期待されます。
避けられない熱放散は、かつての利点です。
「ジュール熱による磁性グラフェンの温度勾配がスピン電流に変換されることを観察しました」とGhiasi氏は述べています。 「これは、私たちの実験で初めてグラフェンでも観察されたスピン依存のゼーベック効果によって起こります。」 ギアシは言います。
グラフェンのスピン輸送は、隣接する反強磁性体の最外層の磁気的振る舞いに敏感です。 「これは、そのようなスピン輸送測定が単一の原子層の磁化の読み取りを可能にすることを意味します」と大学は言います。 「したがって、磁気グラフェンベースのデバイスは、2Dメモリおよび感覚システム用のグラフェンの磁性の最も技術的に関連する側面に対処するだけでなく、磁性の物理学へのさらなる洞察も提供します。」
この研究は、Nature Nanotechnologyに掲載された、「磁気二層グラフェンによるスピン電流の電気的および熱的生成」で取り上げられています。
画像：二層グラフェン-CrSBrヘテロ構造におけるスピン電流の電気的および熱的生成を示す簡略化された概略図。 磁性コバルト電極は、XNUMX層グラフェンの近接誘起スピン偏極の程度を決定するために使用されます。CrSBrの最外層の磁化により、スピンアップ電子の導電率が高くなります（赤い矢印）。