پژوهشگران در انگلیس، فرانسه و آلمان الکترودهای فرومغناطیسی ساخته‌اند که به‌ وسیله گرافن غیرفعال شده‌اند. این الکترودها با مقاومت خود در برابر اکسیداسیون می‌توانند در قطعات اسپینترونیک جهت ذخیره‌سازی اطلاعات بکار گرفته شوند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، با ظهور مراکز بزرگ محاسباتی در دنیا، ذخیره‌سازی اطلاعات دستخوش تحولات عظیمی قرار گرفته که منجر به ذخیره‌سازی و پردازش حجم بی‌سابقه‌ای از اطلاعات شده است. فناوری اسپنترونیک که مبنای آن بکارگیری اسپین الکترون علاوه بر بار الکتریکی آن است، به همراه عناصر حافظه‌ی فرومغناطیس بعنوان اجزاء سازنده اصلی یا همان منابع و آشکارسازهای اسپین در قسمت خوانش دیسک‌های سخت (شامل سوپاپ‌های چرخش) و MRAMs، نقش مهمی را در این تحول ایفا می‌کند.

قطعات اسپینترونیک ذخیره‌سازی دودویی اطلاعات را با استفاده از اسپین الکترون انجام می‌دهند که می‌تواند در جهت بالا یا پایین نشانه‌گذاری شود. مدارهایی که از اسپین الکترون بهره می‌گیرند، کوچکتر بوده و راندمان بالاتری نسبت به مدارات الکترونیک داشته که صرفا با تکیه بر تعویض بار کار می‌کنند. علت این امر انرژی کم مورد نیاز برای تغییر جهت اسپین الکترون است.

قطعات اسپینترونیک با استفاده از الکترودهای قطبیده چرخشی که معمولا از کبالت و نیکل فرومغناطیس ساخته می‌شوند، کار می‌کنند زیراکه این مواد بطور ذاتی شامل تجمعات الکترونی قطبیده - اسپینی بوده که شامل تعداد مختلفی از الکترون با اسپین رو به پایین و بالا است. با این حال تمایل به اکسید شدن به خصوص در زمان ساخت و مجتمع‌سازی از اشکالات این مواد است.

اکنون گروهی متشکل از پژوهشگران دانشگاه‌های کمبریج، پاریس و مرکز تحقیقات مواد و انرژی هلمهولتز برلین با طراحی گونه جدیدی از الکترودهای آلی یا غیرآلی هیبریدی ساخته شده از نوارهای نیکل پوشش داده شده با گرافن، راهی برای غلبه بر این مشکل یافته‌اند. پوشش گرافن که با روش رسوب شیمیایی بخار روی سطح نیکل ایجاد می‌شود از اکسیداسیون سطح جلوگیری می‌کند.

این پژوهشگران با استفاده از طیف‌سنجی تونلی دریافتند که الکترون‌هایی که بطور عمود از میان این الکترود فرومغناطیس غیرفعال‌شده با گرافن عبور می‌کنند، قطبیده - اسپینی هستند که نشان می‌دهد این الکترود می‌تواند بعنوان منبع اسپین الکترون بکار گرفته شود.

تحقیقات پیشین نویدبخش استفاده از گرافن بعنوان یک ماده جدید در قطعات اسپینترونیک بوده است، زیرا این ماده می‌تواند بصورت یک سد تونلی در برابر جریان عمود بر صفحه اتم‌های کربن در گرافن عمل کند. پیش‌بینی می‌شود که گرافن در ساختارهای اسپینترونیک به‌دلیل ساختار باندی ناشی از اثر فیلتر شدن اسپین، دارای قابلیت تغییر قطبش اسپین الکترون در سطح مشترک بین این دو ماده باشد.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ACS Nano منتشر کرده‌اند.

انتهای پیام