Графен перспективен для спинотроники

10.04.2015, 09:00 Наука

Исследователи Технологического университета Чалмерса обнаружили, что большая площадь графена способна сохранить спин электрона в течение длительного периода, и направлять его на большие расстояния, чем ранее было известно.

Это открывает дверь для развития спинтроники, с разработкой быстрых и более энергоэффективных процессоров и модулей памяти в компьютерах. Руководитель научного проекта Saroj Dash сказал: «Мы считаем, что наши результаты привлекут много внимания в научном сообществе и графен будет рассматриваться полезным для применения в компонентах спинтроники».

Спинтроника может сделать процессоры быстрее и менее энергоемкими, чем они являются сегодня. Графен является перспективным кандидатом для использования в этой области электронной промышленности. Тонкая углеродная пленка не только отличный электрический проводник, но и теоретически имеет редкую способность поддерживать электроны со спином нетронутыми.

Dash уверен: «Металлы, такие как алюминий или медь, не имеют возможности справиться с этой задачей. Графен может быть таким материалом в настоящее время». Исследовательская группа проводили свои эксперименты, используя CVD графен, который производится через химического осаждение из паровой фазы. Метод дает на материале много морщин, шероховатостей и других дефектов. Но он имеет преимущества: у него есть хорошие перспективы для производства графена большой площади в промышленных масштабах. CVD графен может быть легко удален с медной фольги, на которой он растет и помещен на кремниевую пластину, которая является стандартным материалом для полупроводниковой отрасли.

По словам разработчиков, хотя качество материала далеко от совершенства, параметры спина в шесть раз выше, чем ранее наблюдалось у CVD графена на аналогичной подложке. «Наши измерения показывают, что сигнал спина сохраняется в графеновых каналах, длиной до 16 мкм. Это довольно перспективно, поскольку параметры спина могут быть дополнительно улучшены по мере усовершенствования способа изготовления», отметил соавтор Venkata Kamalakar.

Исследоавтели отметили: «Графен является хорошим проводником и не имеет запрещенных зон. Но в спинтронике нет необходимости в запрещенной зоне для переключения между включением и выключением, единицой и нулем. Это контролируется ориентацией спинов». Краткосрочная цель для инженеров в настоящее время является постройка логического элемента, составленного из графена и магнитных материалов.