Spintronics:Hvordan en atomtynd isolator hjælper med at transportere spins

Spintronics er et hurtigt udviklende felt inden for fysik og teknik, der udforsker potentialet ved at bruge elektronspin til informationsbehandling og -lagring. En af de vigtigste udfordringer i spintronics er at finde materialer, der effektivt kan transportere spins over lange afstande.

I et nyligt gennembrud har forskere ved University of California, Berkeley, opdaget, at en atomtynd isolator kaldet hexagonal bornitrid (h-BN) kan transportere spins med høj effektivitet. Denne opdagelse kan bane vejen for nye spintroniske enheder, der er hurtigere og mere energieffektive end nuværende teknologier.

Tidligere undersøgelser har vist, at h-BN er en fremragende varmeleder, men dets evne til at transportere spin var ikke kendt. Berkeley-forskerne brugte en teknik kaldet spin-polariseret scanning tunneling mikroskopi til at måle spin transport egenskaber af h-BN. De fandt ud af, at h-BN kan transportere spins med en effektivitet på næsten 100 %, hvilket er væsentligt højere end andre materialer, der er blevet undersøgt til spintransport.

Forskerne mener, at h-BN's høje spintransporteffektivitet skyldes dets unikke elektroniske struktur. h-BN er et lagdelt materiale, og lagene holdes sammen af ​​svage van der Waals-kræfter. Dette gør det muligt for lagene at glide forbi hinanden, hvilket reducerer antallet af defekter, der kan hindre spintransport.

Opdagelsen af, at h-BN kan transportere spins med høj effektivitet, kan have stor indflydelse på udviklingen af ​​spintronics-enheder. Spintronics-enheder forventes at være hurtigere, mere energieffektive og mere pålidelige end traditionelle elektroniske enheder. De kan bruges til en række forskellige applikationer, herunder højhastighedscomputere, datalagring og energihøst.

Forskerholdet ved University of California, Berkeley, fortsætter med at studere spintransportegenskaberne af h-BN og andre materialer. De håber at udvikle nye materialer, der kan transportere spins endnu mere effektivt, hvilket ville åbne nye muligheder for spintronics-enheder.