De nanoschaalstructuur bestaat uit een vlokje grafeen (een enkele laag koolstofatomen) die tegen de buitenwereld wordt beschermd door gestapelde lagen isolerend boornitride. Elektronen binnenin het grafeen dragen informatie met zich mee: ze hebben elk een spinwaarde (omhoog of omlaag) die wordt bepaald door de richting van hun intrinsieke magnetische moment. De spinwaarden kunnen worden beschouwd als computerbits, die gebruikt kunnen worden om informatie te versturen of op te slaan.
Een uitdaging is dat spins hun waarden na verloop van tijd verliezen (de spin-relaxatietijd), waardoor ook de informatie verloren gaat. In grafeen duurt dit ongeveer 0,2 nanoseconde. In hun beschermde grafeenvlok is het de onderzoekers echter gelukt om de spin-relaxatietijd te verhogen tot meer dan 2 nanoseconde.
Tot nu toe konden natuurkundigen de waarden van de spins in grafeen (en daarmee de waarden van de ‘bits’) alleen veranderen met behulp van magnetische velden. Door twee stuurelektroden te gebruiken, lukte het de onderzoekers nu om de spin-informatie juist met elektrische velden te manipuleren. Omdat het in dergelijke nano-apparatuur veel gemakkelijker is om elektrische velden te maken dan magnetische velden, banen deze resultaten de weg voor spintronische toepassingen op basis van grafeen.
Het vakgebied spintronica (een combinatie van ‘spin’ en ‘elektronica’) gebruikt spinwaarden in plaats van elektrische ladingen om informatie over te dragen. Apparaatjes die spin gebruiken, verbruiken minder stroom en zijn minder vergankelijk dan apparaatjes die met ladingen werken. Daarom wordt er naar spintronische apparaatjes gekeken als alternatief voor computercomponenten, bijvoorbeeld in geheugentechnologieën zoals MRAM en STT-RAM.
Controlling spin relaxation in hexagonal BN-encapsulated graphene with a transverse electric field, M.H.D. Guimarães, P.J. Zomer, J. Ingla-Aynés, J.C. Brant, N. Tombros en B.J. van Wees, Phys. Rev. Lett. 113, DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.086602.
De Pi-Pop is een e-bike zonder de gewone energiecellen. Hij werkt op kracht zonder lithium-ion,…
Straling vanuit de ruimte is een uitdaging voor kwantumcomputers, omdat hun rekentijd beperkt wordt door…
Na meer dan 40 jaar voor KSB te hebben gewerkt, gaat directeur Nico Gitz binnenkort…
3T Electronics & Embedded Systems, onderdeel van de Kendrion Group, heeft een nieuwe locatie in…
Een nieuw huisbeveiligingssysteem schiet indringers de tuin uit met paintballs of traangas. Het is te…
Om ervoor te zorgen dat er steeds meer hernieuwbare waterstof wordt geproduceerd in Nederland en…