格罗宁根大学的物理学家与UniversitätRegensburg的理论物理小组合作，建立了一个优化的双层石墨烯器件，该器件具有长旋转寿命和电控旋转寿命各向异性。它具有实际应用的潜力，例如基于自旋的逻辑器件。结果于9月20日发表在“ 物理评论快报”上。

过去60年来计算机系统的巨大发展增强了它们的能力，使它们能够传播到我们日常生活的几乎所有方面。过去几十年的发展方法是使计算机芯片上的元件小型化。现在已达到100原子以下的尺度，并接近其基本极限。由于越来越多的应用对性能和能效提出了更高的要求，因此需要新的概念来提供增强的功能。

自旋电子学

在此背景下，研究人员正在研究使用旋转来传输和存储信息。自旋是电子的量子力学性质，它为它们提供了可用于传递或存储信息的磁矩。自旋电子学(自旋电子学)领域已经进入计算机的硬盘驱动器领域，并有望彻底改变处理单元。

自旋电子学研究的重点是优化用于自旋运输和控制的材料。石墨烯是电子自旋的优良导体，但由于它们与碳原子的弱相互作用(自旋 - 轨道耦合)，因此难以控制该材料中的自旋。由Bart van Wees教授领导的格罗宁根大学纳米设计物理学院的前期工作将石墨烯置于过渡金属二硫属化物附近，这是一种具有高内在自旋 - 轨道耦合强度的层状材料。高自旋 - 轨道耦合强度通过界面处的短程相互作用转移到石墨烯。这使得控制自旋电流成为可能，但是以降低旋转寿命为代价。

控制自旋电流

在这项新研究中，研究人员设法控制石墨烯双层中的自旋电流。“这实际上是在2012年的一篇理论论文中预测出来的，但最近才能准确测量效果的技术”，Christian Leutenantsmeyer博士解释说。Van Wees小组的学生和PRL论文的第一作者。该论文是Van Wees小组与德国雷根斯堡大学理论物理小组的合作。

由于双层石墨烯中的自旋 - 轨道耦合，2012年的论文预测了石墨烯双层中的各向异性自旋输运。各向异性自旋输运描述了以不同的效率进行指向石墨烯平面内或外的旋转的情况。Leutenantsmeyer及其同事制作的设备确实观察到了这一点。

眼光

自旋电流也可以使用自旋寿命各向异性来控制，因为面内自旋比平面外自旋短得多，并且可以用于器件中以使自旋电流极化。Leutenantsmeyer：'我们发现强度各向异性与石墨烯/过渡金属二硫属化物装置相当，但我们观察到旋转寿命大100倍。因此，我们实现了有效的自旋输送和有效的旋转控制。

这项工作提供了双层石墨烯中自旋轨道耦合的基本属性的见解。“此外，我们的研究结果为高质量石墨烯中旋转的高效电气控制开辟了新的途径，石墨烯是石墨烯的里程碑。”

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