>> << >>
Главная Выпуск 33 NewConcepts Chapters
4 New Concepts in Technologies*

Spin Control Without Magnetic Fields

Август 2021

 

 

Spin Control Without Magnetic Fields

• Physics 14, s91
Researchers demonstrate that they can control the polarization direction of a spin current without having to apply a magnetic field, which could aid in implementing energy-efficient spintronics devices.
J. Ingla-Aynés et al. [1]

In graphene, spin currents can live much longer than they can in other materials, making the material an ideal platform for future spintronic devices. But there is a problem: To manipulate graphene’s spin currents, researchers need to apply a magnetic field to the material. The necessary hardware is difficult to integrate into circuits, limiting how small graphene-based spin devices could be shrunk. Now Josep Ingla-Aynés of the Nanoscience Cooperative Research Center (CIC NanoGUNE), Spain, and colleagues have demonstrated a method to manipulate—at room temperature—graphene spin currents using only electric fields [1].

The team stamped a sheet of tungsten diselenide on a sheet of bilayer graphene and heated the two materials to bond them together. Then they patterned the structure with a series of electrodes, which they used to apply an in-plane electric field and a gate voltage and to inject a spin current into the graphene. Experiments were performed at 50 K and at room temperature.

At both temperatures, the team observed that they could switch the polarization direction of the spin current by changing the magnitude of both the in-plane electric field and the gate voltage. They say that the control comes from the presence of spin-orbit coupling in the tungsten diselenide layer. This effect produces an effective magnetic field in the graphene that is sufficient to change the spin angle.

Ingla-Aynés says that the demonstration represents a room-temperature version of the long-sought-after “Datta Das” spin transistor. The Datta Das spin transistor is a device whose electrical resistance can be switched from high to low by changing the polarization direction of the spin current. Such devices have been realized at low temperatures using two-dimensional electron gases but not at higher temperatures.

–Katherine Wright

Katherine Wright is the Deputy Editor of Physics.

References

  1. J. Ingla-Aynés et al., “Electrical control of valley-Zeeman spin-orbit-coupling-induced spin precession at room temperature,” Physical Review Letters 127, 047202 (2021).

Читайте также:

В решении одной из важнейших для человечества проблем опреснения морской воды Израиль стал мировым лидером

В условиях постоянного роста числа людей на Земле и все возрастающего дефицита пресной воды получение пресной воды из морской путем ее опреснения становится одной из важнейших для всего человечества. Для некоторых стран в далекой перспективе, для других таких как Иран, Саудовская Аравия, Израиль и многих других без решения её выживание невозможно. Создав революционно новые технологии, Израиль решил эту проблему, став мировым лидером. Израиль не только опресняет морскую воду, но и перерабатывает 86% своих сточных вод для использования в сельском хозяйстве. Более 50% воды, используемой для домашних, сельскохозяйственных и промышленных нужд, производится искусственно. По определению  газеты «Нью-Йорк Таймз» еврейское государство является «гигантом опреснения» и  «сверхдержавой десалинизации.  Публикуемая статья рассказывает о том, как решена эта проблема в стране, в которой дефицит воды в течение тысячелений казался неразрешимой проблемой.

Революционные достижения технологий минувшего десятилетия

Технологии развиваются с огромной скоростью — если в 2010 году 3D-принтеры, способные печатать металлом и пластиком, системы оплаты покупок лицом и тотального распознавания лиц казались фантастикой, то в 2019 году они уже стали нормой. «Хайтек» вместе с VK запускает специальный проект о самых интересных технологических инновациях за последнее десятилетие.

New Zealand Is About to Test Long-Range Wireless Power Transmission

Now, if New Zealand startup Emrod has its way, Tesla and Marconi’s dreams may merge. The company is building a system to wirelessly beam power over long distances.

Роботы Boston Dynamics станцевали вчетвером в канун Нового года

Необыкновенный прогресс робототехники в предновогоднюю ночь - наглядное свидетельство возможностей и угроз, которые сулит искусственный интеллект и его материальное воплощение - роботы

Добавить комментарий

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Войдите в систему используя свою учетную запись на сайте:
Email: Пароль:

напомнить пароль

Регистрация