На сегодняшний день графен является одним из самых перспективных материалов для построения будущей наноэлектроники. Это и понятно, теория разработана уже давно - примерно в 30-х - 40-х годах прошлого века началось создание теории электропроводности графита, и «базовым» элементом в этой теории был как раз монослой углерода – графен. Существуют также достаточно простые способы получения листов графена различной формы, а его электронные свойства меняются в зависимости от состояния поверхности и размеров графенового листа.
Недавно было показано, что инжекция спинов в графен приводит к большим временам и длинам их релаксации. Это может оказаться хорошим заделом для построения в будущем спинтронных устройств (т.е. таких устройств, для которых спин электрона гораздо важнее, нежели его заряд) на основе графена. В частности, было обнаружено, что графеновые стержни в конфигурации зигзаг имеют магнитные (или спиновые) состояния по краям этих нанополос, которые могут быть ориентированы параллельно и антипараллельно.
Авторы работы представили результаты моделирования из основных принципов (first-principles simulations), которое предсказывает, что устройства на основе графеновых наностержней со спиновым вентилем могут демонстрировать магнетосопротивление, в тысячи раз превосходящее значения, опубликованные в некоторых работах. Такие огромные значения магнетосопротивления могут быть связаны с уникальной симметрией зонной структуры в наностержнях.
На рисунке 1 представлена модель устройства со спиновым вентилем на основе графена.
Результаты некоторых теоретических расчётов представлены на рисунках 2-4.
Стоит отметить, что в работе также было продемонстрировано, что существует возможность управления зонной структурой, и таким образом можно генерировать высоко-спин-поляризованный ток.
Корейские учёные надеются, что тонкая настройка различных параметров данной системы позволит сделать ещё один шаг к построению наноэлектроники и реальному созданию вычислительных спинтронных устройств. Однако не стоит забывать и о различных экспериментальных трудностях, таких как взаимодействие с поверхностью и «эффект окружения». Авторы надеются, что в самом ближайшем будущем будет проведён ряд экспериментальных работ, которые подтвердят их предположения и дадут материал для построения более точной теории.
