Skip to ContentSkip to Navigation
Onderdeel van Rijksuniversiteit Groningen
Science LinX Science LinX nieuws

Groningse onderzoekers geven richting aan spintransport

21 juli 2016

RUG-natuurkundigen onder leiding van Bart van Wees zijn er in geslaagd het transport van elektronenspin te sturen met een elektrisch veld. Het is de eerste keer dat dit bij kamertemperatuur is gelukt. Hiermee zijn nieuwe toepassingen van ‘spintronica’ weer een stapje dichterbij. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Nano Letters.

Bart van Wees | Foto Science LinX
Bart van Wees | Foto Science LinX

Gewone elektronica is gebaseerd op het transport van ladingen. Maar bij spintronica gaat het om de ‘spin’, een kwantummechanische eigenschap van elektronen. De spin kan twee waarden hebben (op en neer) en is dus te gebruiken om informatie te verwerken. Daarvoor is het nodig spins te kunnen transporteren. Dat is niet eenvoudig: elektronenspin vervalt na verloop van tijd, en het transport verloopt via diffusie, wat niet zo efficiënt is.

Onlangs wist het Groningse lab al het eigen record voor spintransport te verbeteren, en te zetten op 24 micrometer. Deze lengte kon de elektronenspin dus afleggen via ongerichte diffusie. Bij die gelegenheid vertelde promovendus Pep Ingla-Aynés al dat de volgende stap zou zijn het gericht transporteren van spin met behulp van een elektrisch veld.

Gelukt

Dit is nu gelukt. De onderzoekers gebruikten net als bij de recordpoging grafeen, de tweedimensionale vorm van koolstof, dat ‘gesandwiched’ zit tussen laagjes – eveneens tweedimensionaal – boornitride. Zonder elektrisch veld kon de spin in deze opstelling 7,7 micrometer ver komen. Maar met een elektrisch veld was de maximale afstand maar liefst 90 micrometer.

In Y-vormige kanaaltjes van grafeen bleek het mogelijk de spin de linker- of rechter tak in te laten gaan, met een efficiëntie van 88 procent. Sturing van de spinstromen maak het mogelijk om logische schakelingen te maken, de bouwsteen van bijvoorbeeld computers. Ook al omdat de Groningse experimenten plaatsvonden bij kamertemperatuur is hiermee een belangrijke stap gezet naar nieuwe toepassingen van spintronica.

Bart van Wees is een pionier op het terrein van spintronica. Hij geeft onder meer leiding aan het ‘work package’ spintronica binnen het Europese Flagship Project over grafeen. Op 13 september ontvangt van Wees de Spinozapremie, de hoogste wetenschappelijke prijs in Nederland voor zijn baanbrekende onderzoek naar het gedrag van elektronen, waaronder ook spintransport.

Referentie: Josep Ingla-Aynés , Rick J. Meijerink , and Bart J. van Wees : Eighty-Eight Percent Directional Guiding of Spin Currents with 90 μm Relaxation Length in Bilayer Graphene Using Carrier Drift. Nano Letters, online 11 juli 2016. DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01004

Laatst gewijzigd:11 april 2017 15:20
View this page in: English

Meer nieuws

  • 18 maart 2024

    VentureLab North helpt onderzoekers op weg naar succesvolle startups

    Het is menig onderzoeker al overkomen. Tijdens het werken vraag je je opeens af: zou dit niet ontzettend nuttig zijn voor de mensen buiten mijn onderzoeksveld? Er zijn allerlei manieren om onderzoeksinzichten te verspreiden. Denk bijvoorbeeld aan...

  • 04 maart 2024

    Een plantaardige sensor

    In Makers van de RUG belichten we elke twee weken een onderzoeker die iets concreets heeft ontwikkeld: van zelfgemaakte meetapparatuur voor wetenschappelijk onderzoek tot kleine of grote producten die ons dagelijks leven kunnen veranderen. Zo...

  • 11 december 2023

    Join the 'Language and AI' community

    As a part of the Jantina Tammes School, the 'Language and AI' theme is an interdisciplinary initiative that aims to encourage collaboration among academics, PhD candidates, students, and industry representatives who share a keen interest in the...