可從外部控制石墨烯中電子自旋方向之技術

 

刊登日期:2018/5/16
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在一項由日本量子科學技術研究開發機構、物質材料研究機構、筑波大學、慶應義塾大學以及俄羅斯、韓國的大學所組成的國際共同研究中,開發了一項可控制石墨烯(Graphene)中電子磁性性質之自旋(Spin)方向的技術。

研究團隊從浮在水面上的石墨烯下方將釔鐵石榴石(Yttrium Iron Garnet;Y3Fe5O12)磁性絕緣體予以結合固定,並在真空狀態下利用加熱進行原子等級的貼合。對磁性絕緣體與石墨烯各自的自旋方向關係進行調查之後發現,若從外部施加磁場,就能夠很容易地控制磁性絕緣體的自旋方向。

石墨烯中存在著各種狀態的電子,但只有高速動作狀態的電子,會由於石墨烯與磁性絕緣體的電子產生相互作用,而促使與磁性絕緣體的自旋方向呈現同方向。藉由此結果可知若能控制特殊狀態電子的自旋方向的話,將可望應用於以省電力進行資訊記憶或演算之次世代電晶體(Transistor)技術。

研究團隊利用氦(Helium)的射束(Beam)對自旋方向進行了調查。雖然一般是利用X光線,但石墨烯的厚度僅1個原子的大小,會穿透過磁性絕緣體而無法正確進行測定。今後研究團隊也將朝高精度控制自旋之研究方向持續進行改良。


資料來源: 日經產業新聞/材料世界網編譯
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