Para ilmuwan dari Tu Delft telah mengamati arus spin kuantum dalam graphene untuk pertama kalinya tanpa menggunakan medan magnet. Arus-arus ini sangat penting untuk spintronics, alternatif yang lebih cepat dan lebih hemat energi untuk elektronik. Terobosan ini, diterbitkan di Komunikasi Alam Menandai langkah penting menuju teknologi seperti komputasi kuantum dan perangkat memori canggih.
Fisikawan kuantum Talieh Ghiasi telah menunjukkan efek Quantum Spin Hall (QSH) dalam graphene untuk pertama kalinya tanpa medan magnet eksternal. Efek QSH menyebabkan elektron bergerak di sepanjang tepi graphene tanpa gangguan, dengan semua putaran mereka menunjuk ke arah yang sama. -Spin adalah sifat mekanik kuantum elektron, yang seperti magnet kecil yang dibawa oleh elektron, menunjuk ke atas atau ke bawah, Ghiasi menjelaskan. -Kami dapat memanfaatkan putaran elektron untuk mentransfer dan memproses informasi dalam apa yang disebut perangkat spintronics. Sirkuit semacam itu menjanjikan teknologi generasi berikutnya, termasuk elektronik yang lebih cepat dan lebih hemat energi, komputasi kuantum, dan perangkat memori canggih.-
Integrasi on-chip
Menyadari transportasi kuantum dalam graphene biasanya membutuhkan penerapan medan magnet eksternal yang besar yang tidak kompatibel dengan sirkuit elektronik. -Sepsium khusus, deteksi arus putaran kuantum dalam graphene selalu membutuhkan medan magnet besar yang praktis tidak mungkin untuk mengintegrasikan on-chip. Dengan demikian, fakta bahwa kita sekarang mencapai arus putaran kuantum tanpa perlu medan magnet eksternal membuka jalur untuk aplikasi masa depan dari perangkat spintonik kuantum ini-, kata Ghiasi.
Putar transportasi dalam graphene
Para ilmuwan dari lab van der Zant mampu memotong kebutuhan untuk bidang eksternal dengan melapisi graphene di atas bahan magnetik: crps4. Lapisan magnetik ini secara signifikan mengubah sifat elektronik graphene-S, sehingga menimbulkan efek QSH pada graphene. Ghiasi: -Kami mengamati bahwa transportasi putaran dalam graphene akan dimodifikasi oleh CRPS tetangga4 sedemikian rupa sehingga aliran elektron dalam graphene menjadi tergantung pada arah elektron.-
Melestarikan informasi putaran
Arus putaran kuantum yang dideteksi para ilmuwan dalam tumpukan graphene -CRPS4 secara topologis dihapus, menyiratkan bahwa sinyal putaran bergerak secara koheren di atas puluhan mikrometres jarak jauh tanpa kehilangan informasi putaran dalam sirkuit. -Arus putaran yang dilindungi secara topologis ini kuat terhadap gangguan dan cacat, membuatnya dapat diandalkan bahkan dalam kondisi yang tidak sempurna-kata Ghiasi. Melestarikan sinyal putaran tanpa kehilangan informasi sangat penting untuk membangun sirkuit spintonik.
Penemuan ini membuka jalan menuju sirkuit spintonic yang ultrathin, berbasis graphene, yang menjanjikan kemajuan dalam memori generasi berikutnya dan teknologi komputasi. Arus putaran yang diamati dalam graphene menawarkan rute baru yang kuat untuk transfer informasi kuantum yang efisien dan koheren melalui spin elektron. Perangkat spintronic yang kuat ini dapat berfungsi sebagai blok bangunan penting dalam komputasi kuantum, menghubungkan qubit bersama dalam sirkuit kuantum.
