Des scientifiques de la Georgia State University et du Georgia Institute of Technology ont trouvé une nouvelle façon d'examiner certaines propriétés des électrons dans le graphène, un matériau très mince qui pourrait détenir la clé des nouvelles technologies en informatique et dans d'autres domaines.

Ramesh Mani, professeur agrégé de physique à GSU, en collaboration avec Walter de Heer, Professeur de physique à Georgia Tech, mesuré les propriétés de spin des électrons dans le graphène, un matériau composé d'atomes de carbone qui n'a qu'un atome d'épaisseur.

La recherche a été publiée cette semaine dans la revue en ligne uniquement Communication Nature .

électrons, qui suivent des orbites autour du noyau en atomes, ont deux caractéristiques importantes - la charge et le spin.

La charge électrique est la base de la plupart des appareils électroniques, mais le spin - que Mani et ses collègues ont examiné à l'aide d'une nouvelle technique - constitue la base de nouveaux dispositifs "spintroniques", et peut servir de bloc de construction pour de nouveaux ordinateurs dans un domaine appelé informatique quantique, ainsi que d'autres technologies.

Le graphène est considéré comme un matériau clé pour les dispositifs spintroniques, mais il est si nouveau que les scientifiques doivent effectuer de nombreuses recherches dessus pour comprendre sa capacité. L'étude GSU et Georgia Tech propulse cette recherche vers l'avant.

"Nous avons essayé d'utiliser la résistance électrique pour détecter la résonance de spin. Lorsque vous projetez des micro-ondes sur l'appareil, et l'énergie des micro-ondes est égale à l'énergie de séparation de spin, " expliqua Mani.

"L'appareil absorbe l'énergie des micro-ondes, et cela change la résistance de l'appareil. Mais c'est généralement un si petit effet qu'on s'attend à peine à le voir. Heureusement, ce matériau nous a permis de voir l'effet. La mesure électrique de la résonance de spin est particulièrement utile pour les dispositifs nanométriques."

"En faisant une telle mesure, nous pouvons mesurer des propriétés comme l'énergie de séparation de spin, et le temps de relaxation du spin directement, " il a poursuivi. " Il y a eu d'autres mesures, mais ceux-ci ont été un peu plus indirects."

Avec les progrès réalisés dans la mesure des propriétés du spin d'un électron dans le graphène, il permettra aux scientifiques de mener d'autres études sur ce nouveau matériau, offrant ainsi aux chercheurs des moyens d'optimiser le graphène pour les applications spintroniques.

Mani a noté que les expériences qui ont été menées au GSU, étaient très laborieux. La simple création de graphène – ce que le laboratoire de de Heer a accompli – prend beaucoup de temps et nécessite une énorme expérience.

Les mesures utilisent des équipements très sophistiqués, obligeant les chercheurs à immerger des échantillons dans de l'hélium liquide à des températures proches du zéro absolu – environ 460 degrés Fahrenheit en dessous de zéro.

Atlanta est devenue un centre de recherche sur le graphène, dit Mani.

« La confluence des capacités expérimentales disponibles à Atlanta, un foyer pour la science et la technologie du graphène, rendu possible cette avancée importante dans le monde de la physique spintronique, " il expliqua.