Spintransistor binnen bereik (video)

Grafeen is een uitstekende geleider van spinstromen. Het lijkt een ideaal materiaal voor spintronica, behalve dat het lastig is om de spinstroom te manipuleren. Eerder werk uit het lab van Van Wees heeft laten zien dat het mogelijk is spins in grafeen te beïnvloeden door een laag materiaal met zware atomen op het grafeen te leggen.

Promovendus Siddhartha Omar heeft nu een strookje grafeen bovenop een stukje wolfraam disulfide gelegd. Zijn metingen lieten zien dat de levensduur van de spins in het grafeen afneemt door de nabijheid van zware atomen. "De elektronen die dicht bij de wolfraamatomen zitten, voelen een magnetisch veld, en dat kan hun spinrichting beïnvloeden." Dit fenomeen heet spin-baan koppeling.

Vervolgens zette Omar een spanning op zijn constructie waardoor een elektrisch veld ontstond. "Met dit veld konden we de richting aanpassen van het magnetisch veld dat het wolfraam veroorzaakte. En door die verandering maken we de spin-baan koppeling sterker of zwakker. Daardoor konden we de levensduur van de spins in grafeen afstellen. Dat zijn de basisprincipes die nodig zijn om een spintransistor te maken."

Voor zover Omar weet heeft nog niemand een echte werkende spintransistor gebouwd. "Maar dat zal zeker onze volgende stap zijn. En er zijn al theoretische modellen die beschrijven hoe dat zou kunnen."