Spinning elektroner kan føre til ny elektronik

Blandt grafens usædvanlige egenskaber, en af ​​de mest spændende og mindst forståede er den ekstra grad af frihed, som elektroner oplever.

Det kaldes pseudospin, og det bestemmer sandsynligheden for at finde elektroner på nabocarbonatomer. Muligheden for at kontrollere denne grad af frihed ville give mulighed for nye typer af eksperimenter, men muligvis også gøre det muligt at bruge det til elektroniske applikationer.

Nu, skriver i videnskab, Manchester-fysikere demonstrerer, hvordan elektroner med velkontrolleret pseudospin kan injiceres i grafen. Forskerne brugte to lag grafen, roteret med en lille vinkel i forhold til hinanden og adskilt af et tyndt lag bornitrid, endnu et todimensionalt materiale og en fremragende isolator.

Anvendelse af stærkt magnetfelt parallelt med grafenlagene, pseudospin -tilstanden for tunnelelektronerne kan vælges.

Graphene blev først isoleret fra grafit ved University of Manchester i 2004. Dets sortiment af superlative egenskaber, inklusive fantastisk styrke, ledningsevne, fleksibilitet og gennemsigtighed, har banet vejen for applikationer lige fra vandfiltrering til bøjelige smartphones; fra rustfrie belægninger til kræftbekæmpende lægemiddelsystemer.

Kombination af grafen med andre materialer, som hver især har fremragende egenskaber, der komplementerer grafens ekstraordinære egenskaber, har resulteret i spændende videnskabelig udvikling og kunne producere applikationer endnu uden for vores fantasi.

Sir Kostya Novoselov, der sammen med kollega Sir Andre Geim fik Nobelprisen i fysik for deres banebrydende eksperimenter med grafen, mener, at resultaterne kan have en betydelig indvirkning.

Han sagde:"Vores eksperimenter tilbyder en hidtil uset kontrol over elektronernes kvantetilstand i grafen".

Medforfatter professor Vladimir Fal'ko tilføjede:"Vi håber, at muligheden for at kontrollere pseudospin og chiralitet af elektroner i grafen vil udvide omfanget af kvantefænomener, der er undersøgt i dette bemærkelsesværdige materiale".

En af hovedforfatterne, Dr. Artem Mishchenko, er meget optimistisk. Han sagde:"Hvem ved, måske en dag vil vi se chirotronics, sammen med spintronics, valleytronics og elektronik ".