Graphene được ưa chuộng trong số các vật liệu 2D để vận chuyển thông tin spin, nhưng không thể tạo ra dòng điện spin trừ khi các đặc tính của nó được sửa đổi - các điện cực sắt từ coban thông thường được sử dụng để tiêm và phát hiện tín hiệu spin vào graphene.
Nếu graphene có thể có các đặc tính từ tính, thì bản thân nó có thể tạo điều kiện cho sự chuyển động của một loại spin, làm nghiêng sự cân bằng giữa tập hợp electron spin-up và spin-down, tạo ra dòng điện phân cực spin.
Và đó là những gì Groningen đã hợp tác với Đại học Colombia.
Chìa khóa của khám phá là sự gần gũi của graphene hai lớp với một lớp xen giữa phản nam châm CrSBr.
Nhà nghiên cứu của Groningen, Talieh Ghiasi, cho biết: “Chúng tôi phát hiện độ phân cực spin đặc biệt lớn của độ dẫn 14% trong graphene từ tính mà cũng được cho là có thể điều chỉnh hiệu quả bằng điện trường ngang,” nhà nghiên cứu của Groningen, Talieh Ghiasi cho biết.
Tản nhiệt không thể tránh khỏi chỉ vì một lợi ích.
Ghiasi cho biết: “Chúng tôi quan sát thấy gradient nhiệt độ trong graphene từ do quá trình đốt nóng Joule được chuyển thành dòng điện quay. "Điều này xảy ra bởi hiệu ứng Seebeck phụ thuộc spin cũng được quan sát thấy trong graphene lần đầu tiên trong các thí nghiệm của chúng tôi." Ghiasi nói.
Vận chuyển spin trong graphene nhạy cảm với hành vi từ tính của lớp ngoài cùng của phản nam châm lân cận. “Điều này ngụ ý rằng các phép đo vận chuyển spin như vậy cho phép đọc ra từ tính của một lớp nguyên tử,” theo trường đại học. “Do đó, các thiết bị dựa trên graphene từ tính không chỉ giải quyết các khía cạnh liên quan đến công nghệ nhất của từ tính trong graphene đối với bộ nhớ 2D và hệ thống giác quan, mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về vật lý của từ tính.”
Công trình được đề cập trong 'Sự tạo ra điện và nhiệt của dòng điện quay bằng graphene hai lớp từ tính', được xuất bản trên Nature Nanotechnology.
Hình ảnh: một giản đồ đơn giản cho thấy sự tạo ra điện và nhiệt của dòng điện spin trong cấu trúc dị cấu trúc hai lớp graphene-CrSBr. Điện cực coban từ tính được sử dụng để xác định mức độ phân cực spin cảm ứng gần nhau trong graphene hai lớp, nơi từ hóa của lớp ngoài cùng của CrSBr cho phép dẫn điện cao hơn của các điện tử spin-up (mũi tên màu đỏ).