Ssylka

Может ли квантовая инжекция спинов в графене обеспечить прорыв в энергоэффективной спинтронике?

Учёные из National Graphene Institute при Университете Манчестера представили новый метод квантовой инжекции спинов в графене, испытанный при температуре 20 K. Результаты экспериментов были опубликованы в журнале Communications Materials.
Может ли квантовая инжекция спинов в графене обеспечить прорыв в энергоэффективной спинтронике?
Изображение носит иллюстративный характер

Спинтроника, технология, использующая спин электронов вместо их заряда для передачи и хранения информации, обещает высокоскоростные вычисления и энергоэффективное преодоление привычных ограничений классических устройств. Такой подход потенцирует развитие как классической, так и квантовой вычислительной техники.

Под руководством доктора Ивана Вера-Маруна разработано устройство на основе монослоя графена, полностью инкапсулированного в шестиугольный нитрид бора (hBN). Эта методика защиты материала обеспечивает сохранение его уникальных электрических свойств за счёт изолирующего и атомно ровного покрытия.

Конструкция устройства предусматривает инженерно спроектированный стек двумерных материалов, где экспонируются лишь края графена для нанесения магнитных нанопроводных электродов. Полученные одномерные контакты функционируют как квантовые точечные контакты (QPC), устраняя необходимость в физических сужениях канала.

При проведении низкотемпературных измерений обнаружена квантизация проводимости, что свидетельствует о дискретизации энергетических поддиапазонов электронов. Настройка плотности электронов в графене и применение магнитного поля позволили визуализировать эти квантованные субдиапазоны, напрямую связанные с механизмами спинового транспорта. Доктор Даниэль Буро отметил: «Квантизация проводимости подтверждает новые возможности управления спиновыми потоками в двумерных системах».

Использование магнитных нанопроводов для формирования одномерных контактов позволяет создавать настраиваемые QPC без необходимости сложной инженерной обработки графена. Этот подход преодолевает ряд технологических ограничений предыдущих методов и закладывает основу для разработки энергоэффективных спинтронных устройств.

Баллистическая инжекция спинов, продемонстрированная в эксперименте, представляет важный этап в создании квантовых вычислительных систем с минимальным энергопотреблением. Технология обеспечивает перспективы для построения устройств с повышенной скоростью и низкими потерями энергии.

Дальнейшие исследования будут сосредоточены на совершенствовании механизмов спинового транспорта в графене посредством оптимизации параметров квантовой инжекции через QPC. Это открывает возможности для революционных прорывов в сфере энергоэффективных спинтронных и квантовых вычислительных технологий.


Новое на сайте

18884Знаете ли вы, что приматы появились до вымирания динозавров, и готовы ли проверить свои... 18883Четыреста колец в туманности эмбрион раскрыли тридцатилетнюю тайну звездной эволюции 18882Телескоп Джеймс Уэбб раскрыл тайны сверхэффективной звездной фабрики стрелец B2 18881Математический анализ истинного количества сквозных отверстий в человеческом теле 18880Почему даже элитные суперраспознаватели проваливают тесты на выявление дипфейков без... 18879Шесть легендарных древних городов и столиц империй, местоположение которых до сих пор... 18878Обзор самых необычных медицинских диагнозов и клинических случаев 2025 года 18877Критическая уязвимость CVE-2025-14847 в MongoDB открывает удаленный доступ к памяти... 18876Научное обоснование классификации солнца как желтого карлика класса G2V 18875Как безграничная преданность горным гориллам привела Дайан Фосси к жестокой гибели? 18874Новый родственник спинозавра из Таиланда меняет представления об эволюции хищников Азии 18873Как новая электрохимическая технология позволяет удвоить добычу водорода и снизить... 18872Могут ли ледяные гиганты Уран и Нептун на самом деле оказаться каменными? 18871Внедрение вредоносного кода в расширение Trust Wallet привело к хищению 7 миллионов... 18870Проверка клинического мышления на основе редких медицинских случаев 2025 года