Grafen, dönüş bilgisini taşımak için 2 boyutlu malzemeler arasında tercih edilen bir malzemedir, ancak özellikleri değiştirilmedikçe dönüş akımı üretemez; geleneksel olarak kobalt ferromanyetik elektrotlar, dönüş sinyalini grafene enjekte etmek ve tespit etmek için kullanılır.
Eğer grafene manyetik özellikler verilebiliyorsa, kendi başına bir tür dönüşün geçişini kolaylaştırabilir, spin-yukarı ve spin-aşağı elektron popülasyonu arasındaki dengeyi bozabilir ve spin-polarize bir akım yaratabilir.
Groningen'in Kolombiya Üniversitesi ile ortaklaşa yaptığı da budur.
Keşfin anahtarı, iki katmanlı grafenin bir CrSBr antiferromıknatıs ara katmanına yakınlığıdır.
Groningen araştırmacısı Talieh Ghiasi, "Manyetik grafende, aynı zamanda enine bir elektrik alanı tarafından verimli bir şekilde ayarlanması beklenen %14'lük olağanüstü derecede büyük bir iletkenlik spin-polarizasyonunu tespit ettik" dedi.
Kaçınılmaz ısı dağılımı bir kez olsun bir avantajdır.
Ghiasi, "Joule ısınmasından dolayı manyetik grafendeki sıcaklık gradyanının dönüş akımına dönüştüğünü gözlemledik" dedi. "Bu, deneylerimizde ilk kez grafende de gözlemlenen spin bağımlı Seebeck etkisi ile gerçekleşiyor." diyor Ghiasi.
Grafendeki spin aktarımı, komşu antiferromıknatısın en dış katmanının manyetik davranışına duyarlıdır. Üniversiteye göre "Bu, bu tür spin aktarım ölçümlerinin tek bir atomik katmanın mıknatıslanmasının okunmasını mümkün kıldığı anlamına geliyor." "Böylece, manyetik grafen bazlı cihazlar, 2 boyutlu bellek ve duyusal sistemler için grafendeki manyetizmanın teknolojik olarak en alakalı yönlerini ele almakla kalmıyor, aynı zamanda manyetizma fiziği hakkında daha fazla bilgi sağlıyor."
Çalışma, Nature Nanoteknoloji dergisinde yayınlanan 'Manyetik çift katmanlı grafen ile spin akımlarının elektriksel ve termal üretimi' kapsamında ele alınmaktadır.
Resim: İki katmanlı bir grafen-CrSBr heteroyapısında spin akımlarının elektriksel ve termal oluşumunu gösteren basitleştirilmiş bir şema. Manyetik kobalt elektrotlar, iki katmanlı grafende yakınlığın neden olduğu spin polarizasyonunun derecesini belirlemek için kullanılır; burada CrSBr'nin en dış katmanının mıknatıslanması, spin-up elektronlarının (kırmızı oklar) daha yüksek iletkenliğine izin verir.