Nanodraden blijken goede spintronics-componenten

Nanodraden blijken unieke eigenschappen te bezitten die spintronics, het rekenen met elektronenspin in plaats van elektrische ladingen, een stuk eenvoudiger kunnen maken. Dat concluderen Deense en Japanse onderzoekers.

Normaal is de spin van elektronen willekeurig verdeeld. Het magnetisch veld dat met de elektronen is geassocieerd kan, mits te controleren, de basis vormen voor een toekomstige vorm van rekenen, waarbij niet elektrische ladingen, maar de spin wordt gebruikt om informatie over te brengen. Onderzoekers hebben in het verleden al pogingen gedaan om spin te controleren, maar de methode die door onderzoekers van het Deense Niels Bohr-instituut en Japanse onderzoeksinstituten van NTT en het Institute of Technology van Tokio werd ontwikkeld, geeft de wetenschappers eenvoudige controle over de spin.

De natuurkundigen, onder leiding van de Denen Jespersen en Grove-Rasmussen, lieten elektronen in cirkels bewegen over een koolstof nanobuis die als quantum dot dienstdeed. De spin van de elektronen bleek hierbij gelijkgericht te worden, evenwijdig aan de nanobuis. Hoewel dit fenomeen al eerder voorspeld was, luidde de theorie dat het alleen optreedt in perfecte nanobuizen in een vacuüm. De onderzoekers konden het verschijnsel echter reproduceren in normale nanobuizen, compleet met defecten, wat de inzetbaarheid in spintronics vergroot.

De wetenschappers konden de spin van elektronen nauwkeurig beïnvloeden door de beweging van elektronen in de nanobuis te reguleren. Zij maakten gebruik van zeer lage stroom, zodat ze de hoeveelheid elektronen konden manipuleren. Bij een grensstroom hield het effect op en was de spin niet meer gebonden aan de beweging van de elektronen. Het onderzoek zou de basis kunnen leggen voor een researchplatform naar spintronics en op termijn ingezet kunnen worden voor spintronics en quantumcomputing.