|
|
A kutatás egyik célja, hogy olyan anyagot keressünk, amelyben az ún. spindiffúziós hossz a lehető legnagyobb, azért, hogy a spininformáció lehető legjobban megőrződjön az eszközben. A diffúziós hossz az elektronmobilitás és a spinrelaxációs idő szorzatának gyökével arányos, ezért minél nagyobb mobilitású és minél hosszabb relaxációs idejű anyagot keresünk. A grafén és egyéb szén allotrop módosulatok a gyenge spin-pálya csatolásuk és magas elektronmobilitásuk miatt ígéretesnek bizonyulnak, ám rengeteg kihívást tartogatnak. Az elméleti számítások szerint [4] grafénben a spinrelaxációs idő eléri az alkalmazásokhoz szükséges 10–100 ns-ot, ez az eddigi kísérleti eredményeknek egyelőre ellentmondott [3, 8]. A diszkrepancia elsődleges oka vélhetően a kontaktusokon fellépő, valamint a hordozó által indukált spinrelaxáció nagysága [9]. Kontaktus és hordozó nélküli spinrelaxációs vizsgálatok olyan érintésmentes módszerekkel lehetséges, mint például az ESR-spektroszkópia. Grafén esetén az ESR-vizsgálatok során gondot jelent, hogy a spektrométerek detektorának érzékenysége a jelenleg elérhető legnagyobb minták esetén sem elegendő, valamint, hogy az állapotsűrűség is alacsony a Fermi-energiánál. A probléma feloldása a kémiai módosításban (dópolás, funkcionalizáció) rejlik, mely segítségével a Fermi-energia eltolható, a vizsgált spinek száma megsokszorozható. További lehetőségként adódik az interkalált grafit, valamint dópolt nanocső rendszerek vizsgálata is, melyek azonos elektron szerkezetűek a grafénnel és könnyedén vizsgálhatóak tömbi spektroszkópiai módszerekkel is [10, 11, 12, S1, S2]. Az egyfalú szén nanocsövek, mint egyfajta feltekert grafén szalag a görbületi effektusok tanulmányozását is lehetővé teszik. További érdekesség, hogy sűrűségfunkcionál-elméleti számítások szerint bizonyos dópolt grafénfajták szupravezetővé válnak, annak ellenére, hogy sem a szén, sem az alkáli-, alkáli földfémek nem rendelkeznek ilyen tulajdonsággal [13]. A kutatás részét képezi továbbá az elméleti leírások finomítása és alkalmazása a felmerülő rendszerekre, továbbá a spinrelaxáció anizotrópiájának vizsgálata.
|