Группе исследователей впервые удалось создать и обнаружить спиновые токи в графене без использования внешних магнитных полей, что стало успешным решением давней проблемы в физике. Эта разработка может сыграть важную роль в создании квантовых устройств следующего поколения.
Особые спиновые токи являются ключевым элементом спинтроники — нового вида технологий, в которых для передачи информации используется спин электронов, а не электрический заряд. Спинтроника обещает создание сверхбыстрых и сверхэнергоэффективных устройств, которые превзойдут современную электронику, но реализовать её в таких практичных материалах, как графен, непросто.
«В частности, для обнаружения квантовых спиновых токов в графене всегда требовались большие магнитные поля, которые практически невозможно интегрировать в чип», сказал Талие Гиаси, ведущий исследователь и научный сотрудник Делфтского технического университета (TU Delft) в Нидерландах.
Однако в своём последнем исследовании Гиаси и его команда показали, что, поместив графен на тщательно подобранный магнитный материал, они могут запускать квантовые спиновые токи и управлять ими без магнитов. Стабильные, топологически защищённые спиновые токи можно использовать для передачи квантовой информации на большие расстояния, возможно, для соединения кубитов в будущих квантовых компьютерах. Они также открывают возможности для создания ультратонких модулей памяти и логических схем, которые работают эффективнее и с меньшим энергопотреблением, чем современные кремниевые устройства.