为新的自旋电子学研讨翻开窗户

释放双眼,带上耳机,听听看~!

关于专用半导体材估中的自旋电子相互作用的惊人发明 – 由石墨烯纳米带缓冲的具有差别性子的层的“三明治” – 可能在电子器件中供应速率,散热和功耗方面的主要上风。

石墨烯纳米带是一种剃刀薄的一维石墨烯带 – 只要一个原子厚度,不凌驾50纳米宽 – 纳米科学家能够在外表上建立。在这项研讨中,美国能源部(DOE)阿贡国度实验室的一个研讨小组在金外表上制作了这些石墨烯纳米带 – 特别是原子级准确的扶手椅边沿石墨烯纳米带(AGNR)。

这很主要,由于AGNR成为肯定宽度的半导体。这一发明为自旋电子学制造了新的研讨门路,在电子和单份子传感范畴具有潜伏的运用远景。

目的是运用AGNR来阻挠金属上的磁相互作用。该团队专注于AGNR怎样应用Kondo共振征象影响严密附着在金中的份子中的这些相互作用 – 一种明白的,温度依赖性的单个磁性原子或份子与金属的自由电子之间的影响。

为此,该团队依托Argonne的纳米材估中间(一个DOE科学用户设备办公室)的低温扫描隧道显微镜东西。

研讨人员用已知具有壮大Kondo效应的磁性份子制作了两个样本。一个样品含有AGNR层,另一个样品没有。该团队在两个磁性份子上绘制了纳米级景观中的隧道电压变化和比例Kondo温度。Kondo温度间接地表明金和磁性份子之间的自旋 – 电子相互作用的强度。

这显现了另一种三层装配,磁性份子桥接宽距离的“扶手椅”石墨烯纳米带,其中间位于金外表上方 – 但不打仗 – 金外表。该图像是在Argonne的纳米材估中间的低温扫描隧道显微镜东西上拍摄的。(图片来自阿贡国度实验室。)

欣喜?AGNR实际上介导了自旋交流,而不是阻挠磁性份子和贱金属之间的自旋相互作用,致使近似与缺少AGNR的材料一样强的近藤效应。

“最初我们正在寻觅差别的效果。该项目旨在星散磁性份子和金晶体外表之间的电子和磁自旋电子效应。当份子以电子体式格局解耦时,我们惊奇地发明了壮大的自旋耦合,“首席研讨员Saw-Wai Hla说道,他曾在俄亥俄大学和阿贡的团结任命为物理学和天文学传授。

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