Spin transport in graphene - hexagonal boron nitride van der Waals heterostructures

Vertaalde titel van de bijdrage: Spintransport in grafeen - hexagonale boornitride van der Waals heterostructuren

Onderzoeksoutput

4520 Downloads (Pure)

Samenvatting

De huidige micro-elektronicatechnologie gebruikt de ladingseigenschappen van een elektron voor informatieverwerking. Om de uitdagingen, zoals de vermogensdissipatie en downscaling van de elektronische apparaten te overwinnen, onderzoekt het vakgebied spintronica (spin-gebaseerde elektronica) een extra intrinsieke eigenschap van het elektron, spin genoemd, welke een puur kwantummechanische eigenschap is.

Grafeen, een één-atomige tweedimensionale laag koolstofatomen, is de laatste tien jaar ontstaan als een veelbelovend materiaal voor spintronica-toepassingen. Het onderzoek dat in dit proefschrift gepresenteerd wordt, behandelt de uitdagingen in grafeen-spintronica als gevolg van het onderliggende substraat, onzuiverheden op het oppervlak van grafeen en de kwaliteit van de ferromagnetische tunnelingcontacten. Hiervoor introduceren we een nieuwe device-geometrie waarbij grafeen volledig is ingekapseld tussen twee hexagonale boornitride (hBN) lagen.

We laten zien dat hBN een schone tunnelbarrière-grafeeninterface biedt die lange afstand-spintransport in grafeen mogelijk maakt. Verder laten we zien dat het mogelijk is om spin-injectie en detectiepolarisaties tot ± 100% te bereiken en een unieke tekeninversie van spinsignalen te maken door toepassing van een elektrisch veld over de ferromagnetische tunnelingcontacten. We hebben ook grootschalige, met chemische dampafzetting (CVD) gekweekte hBN als tunnelbarrières gebruikt en onze studie wijst op het belang van de kwaliteit en de kristallografische oriëntatie van hBN bij het bepalen van de tunnelingkenmerken.

De resultaten die gepresenteerd worden in dit proefschrift vertegenwoordigen belangrijke ontwikkelingen in het begrijpen van de aard van spintransport in grafeen en spin-injectie via hBN-barrieres. Dit inzicht zal zeker helpen bij het overwinnen van de uitdagingen bij het realiseren van praktische spintronische devices gebaseerd op grafeen-hBN-van der Waals-heterostructuren.
Vertaalde titel van de bijdrageSpintransport in grafeen - hexagonale boornitride van der Waals heterostructuren
Originele taal-2English
KwalificatieDoctor of Philosophy
Toekennende instantie
  • Rijksuniversiteit Groningen
Begeleider(s)/adviseur
  • van Wees, Bart, Supervisor
  • Vera Marun, Ivan, Co-supervisor
Datum van toekenning23-mrt.-2018
Plaats van publicatie[Groningen]
Uitgever
Gedrukte ISBN's978-94-034-0543-8
Elektronische ISBN's978-94-034-0542-1
StatusPublished - 2018

Vingerafdruk

Duik in de onderzoeksthema's van 'Spintransport in grafeen - hexagonale boornitride van der Waals heterostructuren'. Samen vormen ze een unieke vingerafdruk.

Citeer dit