Une équipe de physiciens a fait un grand pas vers le développement de dispositifs spintroniques au graphène utiles. Les physiciens, de l'Université de la ville de Hong Kong et de l'Université des sciences et technologies de Chine, présenter leurs découvertes à l'American Institute of Physics' Lettres de physique appliquée .
Graphène, une forme cristalline bidimensionnelle de carbone, est présenté comme une sorte de « Saint Graal » des matériaux. Il possède des propriétés telles qu'une résistance à la rupture 200 fois supérieure à celle de l'acier et, d'un grand intérêt pour les industries des semi-conducteurs et du stockage de données, des courants électriques qui peuvent le traverser 100 fois plus vite que dans le silicium.
Les dispositifs spintroniques sont vivement recherchés car ils promettent d'être plus petits, plus polyvalent, et beaucoup plus rapide que l'électronique d'aujourd'hui. Le « spin » est une propriété de la mécanique quantique qui survient lorsque le moment de rotation intrinsèque d'une particule crée un minuscule champ magnétique. Et le spin a une direction, soit "haut" ou "bas". La direction peut coder des données dans les 0 et les 1 du système binaire, la clé ici étant que le stockage de données basé sur le spin ne disparaît pas lorsque le courant électrique s'arrête.
"Il y a un fort intérêt de recherche pour les dispositifs spintroniques qui traitent l'information à l'aide de spins électroniques, parce que ces nouveaux appareils offrent de meilleures performances que les appareils électroniques traditionnels et les remplaceront probablement un jour, " dit Kwok Sum Chan, professeur de physique à la City University of Hong Kong "Le graphène est un matériau important pour les dispositifs spintroniques car son spin électronique peut maintenir sa direction pendant longtemps et, par conséquent, les informations stockées ne sont pas facilement perdues."
Il est, cependant, difficile de générer un courant de spin dans le graphène, qui serait un élément clé du transport d'informations dans un dispositif spintronique au graphène. Chan et ses collègues ont trouvé une méthode pour y parvenir. Il s'agit d'utiliser la scission de spin dans le graphène monocouche généré par effet de proximité ferromagnétique et le pompage quantique adiabatique (un processus qui est lent par rapport à la vitesse des électrons dans le dispositif). Ils peuvent contrôler le degré de polarisation du courant de spin en faisant varier l'énergie de Fermi (le niveau de distribution des énergies des électrons dans un solide auquel un état quantique est également susceptible d'être occupé ou vide), ce qui, selon eux, est très important pour répondre aux diverses exigences des applications.
