La perspective de transporter des informations de spin sur de longues distances dans le graphène, possible en raison de son faible couplage spin-orbite intrinsèque et de son interaction hyperfine nulle, a stimulé des recherches intenses explorant les applications de la spintronique. Cependant, les temps de relaxation de spin mesurés sont d'ordres de grandeur inférieurs à ceux initialement prévus, tandis que le principal processus physique de déphasage de spin et ses dépendances en termes de densité de charge et de désordre restent décrits de manière peu convaincante par les mécanismes conventionnels.

Dans une publication récente en Physique de la nature , Les chercheurs de l'ICN2 découvrent un mécanisme de relaxation du spin sans précédent pour les échantillons non magnétiques qui résulte d'un enchevêtrement entre le spin et le pseudospin entraîné par un couplage spin-orbite aléatoire, unique au graphène. Le travail a été dirigé par le professeur de recherche ICREA Stephan Roche, Chef de groupe du groupe de nanosciences théoriques et computationnelles de l'ICN2. Le premier auteur de l'article est le Dr Dinh Van Tuan, du Groupe dirigé par le Pr Roche, et le professeur de recherche ICREA Sergio O. Valenzuela, Chef de Groupe du Groupe Physique et Ingénierie des Nanodispositifs ICN2, est parmi les auteurs.

Le mélange entre les phases de Berry liées au spin et au pseudospin entraîne un déphasage rapide du spin même à l'approche de la limite balistique, avec des temps de relaxation croissants en dehors du point de Dirac, comme observé expérimentalement. L'origine du couplage spin-orbite peut provenir d'adatomes, ondulations ou encore le substrat, suggérant de nouvelles stratégies de manipulation de spin basées sur le degré de liberté de pseudospin.

De telles possibilités suggèrent des approches sans précédent pour l'émergence du traitement de l'information et de l'informatique non facturés, résultant en une nouvelle génération de dispositifs spintroniques actifs (compatibles CMOS) avec des mémoires MRAM non volatiles à faible énergie. Ce phénomène revisite non seulement des années de controverses expérimentales et théoriques, mais ouvre également une nouvelle fenêtre sur le formidable défi de la manipulation du degré de liberté de rotation dans les futures technologies de traitement de l'information.