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科學家們創造了完全電子化的二維自旋晶體管

格羅寧根大學的物理學家構建了一個二維自旋晶體管,其中通過石墨烯的電流產生自旋電流。將單層過渡金屬二硫族化物(TMD)置于石墨烯的頂部以誘導石墨烯中的電荷 - 自旋轉化。該實驗觀察結果發表在2019年9月11日出版的Nano Letters期刊上。

自旋電子學是一種創造低功率電子設備的有吸引力的替代方式。它不是基于充電電流而是基于電子自旋電流。自旋是電子的量子力學性質,可以用來傳遞或存儲信息的磁矩。

石墨烯是一種二維形式的碳,是一種出色的旋轉轉運蛋白。然而,為了產生或操縱自旋,需要其電子與原子核的相互作用:自旋 - 軌道耦合。這種互動是碳很弱,因此很難產生或操縱自旋流在石墨烯。然而,已經表明,當具有較重原子的材料(例如TMD)的單層置于頂部時,石墨烯中的自旋 - 軌道耦合將增加,從而產生范德瓦爾斯異質結構。

在Nanronvices物理小組中,由格羅寧根大學的Bart van Wees教授領導,博士。學生Talieh Ghiasi和博士后研究員Alexey Kaverzin創造了這樣一種異質結構。使用金電極,它們能夠通過石墨烯發送純凈的充電電流并產生自旋電流,稱為Rashba-Edelstein效應。這是由于與TMD單層的重原子(在這種情況下為二硫化鎢)的相互作用而發生的。在石墨烯中首次觀察到這種眾所周知的效果,該石墨烯與其他2-D材料接近。

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