Electric field modulation of spin and charge transport in two dimensional materials and complex oxide hybrids

Elektronica die wij dagelijks gebruiken werkt op de lading van een elektron. Elektronen hebben daarnaast nog een eigenschap, genaamd spin. De spin kan óf linksom óf rechtsom draaien. Hiermee kunnen we informatie transporteren, aangezien we aan deze draairichtingen een 0 of 1 kunnen hangen. In de praktijk blijkt informatie vervoeren met een elektronspin lastig. Door allerlei invloeden krijgt de initiële spin al snel een willekeurige richting.

In mijn proefschrift onderzoeken we verschillende methodes om te achterhalen welke dingen een invloed kunnen hebben op een elektronspin.

Allereerst onderzoeken we transport van spins in grafeen. In grafeen kunnen spins theoretisch over lange afstanden worden getransporteerd, maar in de praktijk is dit niet zo. De oorzaak hiervan is nog niet helemaal duidelijk. Wij hebben grafeen op een substraat gelegd, dat er voor zorgt dat invloed van elektrische velden van vervuiling wordt verminderd. We vonden geen verbetering in de spinrelaxatielengte. Dit is een aanwijzing dat dit waarschijnlijk niet het dominante effect is wat de spinrelaxatielengte beperkt.

We hebben daarnaast ook een alternatief materiaal onderzocht dat gebruikt kan worden als barrière tussen grafeen en de magnetische contacten, waarmee spins worden geïnjecteerd in het grafeen. Uit onze metingen blijkt dat dit materiaal het juiste gedrag vertoont om te worden gebruikt als barrière.

Tot slot hebben we ook gekeken hoe we de grootte van een spinsignaal kunnen variëren. We injecteerden elektronspins in een nieuw halfgeleidermateriaal en zagen dat we de grootte van het gemeten spinsignaal konden variëren door middel van een spanning.