محققان دانشگاه علم و صنعت ايران به بررسي ترابرد اسپين قطبيده در نانوساختارهاي کربني پرداختند.

به گزارش پایگاه فراخوانهای علمی پژوهشی کشور، ترکيب اسپين و ميکروالکترونيک منجر به توليد ادواتي با سرعت کليدزني بالا و مصرف توان پايين در مقايسه با الکترونيک متعارف مي‌شود. براي ساختن ادواتي که بر پايه اسپين الکترون عمل مي‌کنند، به انتقال جريان‌هاي اسپيني به طور همدوس در فاصله‌اي بلند نياز است، تا بتوان اسپين را به طور دلخواه تغيير داد. به دليل بزرگ بودن زمان واهلش اسپين در مواد آلي، نانولوله‌هاي کربني و نانونوارهاي گرافين کانديداهاي مناسبي براي ترابرد اسپين به طور همدوس هستند. از اين رو در پژوهشي كه در قالب رساله دكتري مژگان کريمي‌نژاد، دانشجوي دکتري دانشکده فيزيک دانشگاه علم و صنعت ايران طراحي و ارائه شده، ترابرد اسپين در اين ساختارها در شرايط متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است.

در اين پژوهش، بر اساس روش تابع گرين، رسانش وابسته به اسپين در نانونوارهاي گرافيني زيگزاگ با حضور برهم کنش رشبا محاسبه شد. در اين مساله هاميلتوني سيستم و هاميلتوني رشبا با مدل بستگي قوي در نظر گرفته شدند. محاسبات نشان مي‌دهند که براي برهم کنش قوي اسپين- مدار رشبا عناصر ماتريس رسانش به پهنا و طول نانونوار گرافين بستگي دارند. همچنين، نشان داده شد که در بعضي از موارد نظير نانونوارهايي با طول و عرض خاص، در گستره وسيعي از جفت شدگي اسپين- مدار، يک نانونوار گرافيني را مي‌توان به عنوان يک عملگر چرخش اسپين در نظر گرفت.

مساله ديگري که در اين پايان‌نامه بررسي شده است، اثر ناخالصي مغناطيسي بر روي رسانش نانولوله‌هاي تک ديواره دسته مبلي فلزي با طول محدود که بين دو منبع الکتروني اسپين قطبيده قرار دارند، با استفاده از يک روش اختلالي به نام روش تحليل انرژي است.

تحليل نتايج نشان مي‌دهد: رسانش ديفرانسيلي به شعاع و طول نانولوله و همچنين مکان ناخالصي بستگي دارد. به علاوه، ناخالصي مغناطيسي بر روي جريان اسپين قطبيده بين منابع الکتروني با جهت گيري پاد موازي در مقايسه با جهت گيري موازي اثر بيشتري دارد. همين مطالعه براي نانونوارهاي گرافيني دسته مبلي فلزي با طول نامحدود نيز انجام شده است و نتايج مشابهي به دست آمده است.