Tutkimusryhmä johtajanaan Christian Klinke Hampurin yliopistosta on demonstroinut erityispiirteitä märkäkemiallisesti luoduissa nanokiteissä. Lyijysulfidin nanohiutaleissa ympyräpolarisoitu valo voi ohjata elektroneja ja luoda suunnattua virtaa.
Saavutus vie kohti kolloidista spintroniikkaa Rashban spin-orbit -vuorovaikutuksen avulla. Spiniin liittyvä sähköinen kuljetusilmiö kolloidisissa materiaaleissa avaa lupaavan reitin kohti tulevia edullisia spintronisia rakenteita. Löydettyä vaikutusta voidaan virittää hilan sähkökentällä ja arkin paksuuden avulla.
Varauksenkantajien spin-tason vapauden hyödyntäminen tarjoaa mahdollisuuden laajentaa tavanomaisten elektronisten laitteiden toimivuutta, kun taas kolloidista kemiaa voidaan käyttää edullisten ja viritettävien nanomateriaalien syntetisoimiseen.
Tutkija Erik Jonsson Teksasin yliopistosta on puolestaan suunnitellut uudenlaisen tietokonejärjestelmän, joka toteutetaan hiilestä ja voi jonakin päivänä korvata nykyiset piitransistorit.
Kehitetty täysin hiilipohjainen spintroninen kytkin toimii kuin looginen portti. Se perustuu sähkömagnetismin perusperiaatteelle. Perinteisissä piipohjaisissa tietokoneissa, transistorit eivät voi hyödyntää tätä ilmiötä.
Friedmanin spintronisessa piirisuunnitelmassa elektronit liikkuvat hiilinanoputkien läpi luoden magneettikenttiä, joka vaikuttavat virran kulkuun läheisessä grafeenin nanonauhassa. Näin saadaan kaskadisia loogisia portteja, jotka eivät ole fyysisesti kytkeytyneitä.
Koska grafeeninauhojen välinen viestintää tapahtuu sähkömagneettisesti elektronien fyysisen liikkeen sijaan, Friedman odottaa, että viestintä on paljon nopeampaa, mahdollisesti terahertsien kellotaajuuksilla. Lisäksi näitä hiilimateriaaleja voidaan tehdä pienemmäksi kuin piipohjaisia transistoreita.
Vaikka käsite on vielä piirustuspöydällä, Friedman toteaa jatkotyön vievän kohti prototyypin tekoa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.6.2017
