Courtesy of InterestingEngineering
Penemuan Arus Spin Kuantum di Graphene Tanpa Medan Magnet Eksternal
Menunjukkan bahwa arus spin kuantum dapat dihasilkan dan dideteksi di graphene tanpa menggunakan medan magnet eksternal dengan memanfaatkan efek magnetik dari material lapisan CrPS₄, sehingga membuka jalan menuju pengembangan perangkat spintronik dan kuantum yang lebih praktis dan efisien.
06 Jul 2025, 23.14 WIB
68 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Penelitian ini berhasil menghasilkan arus spin di grafena tanpa medan magnet eksternal, membuka jalan untuk aplikasi praktis.
- Efek Hall kuantum dan efek Hall anomal yang teramati dapat digunakan dalam teknologi spintronik masa depan.
- Arus spin yang stabil dapat digunakan untuk menghubungkan qubit dalam komputer kuantum dan menciptakan sirkuit yang lebih efisien.
Delft, Belanda - Para peneliti berhasil menciptakan dan mendeteksi arus spin di graphene tanpa harus menggunakan medan magnet eksternal, sebuah tantangan lama di dunia fisika. Spintronics adalah teknologi baru yang menggunakan spin elektron untuk mentransmisikan informasi yang lebih cepat dan hemat energi dibandingkan teknologi elektronik saat ini.
Biasanya, untuk mengamati efek quantum spin Hall pada graphene dibutuhkan medan magnet yang kuat, yang sulit diaplikasikan dalam perangkat kecil. Namun, tim ini menggunakan cara baru dengan menempatkan graphene di atas material magnetik khusus bernama chromium thiophosphate atau CrPS₄, yang secara alami mempengaruhi elektron graphene melalui efek kedekatan magnetik.
Ketika graphene ditempatkan di atas CrPS₄, terjadi interaksi yang memicu elektron mengalir hanya di tepi dengan spin searah, serta menghasilkan efek anomalous Hall, di mana elektron menyimpang ke samping tanpa adanya medan magnet eksternal. Arus spin tetap stabil meskipun terdapat cacat kecil pada graphene dan bisa bertahan hingga jarak puluhan mikrometer.
Meskipun efek quantum spin Hall berhasil diamati tanpa medan magnet, hal itu hanya terjadi pada suhu sangat rendah, sehingga belum bisa langsung diterapkan dalam teknologi sehari-hari. Sebaliknya, efek anomalous Hall ini bertahan hingga suhu kamar, memberi harapan pemanfaatan jangka panjang.
Penemuan ini membuka peluang untuk pengembangan perangkat kuantum dan spintronik yang lebih tipis, efisien, dan handal. Tim peneliti berencana mencari cara meningkatkan kestabilan efek pada suhu lebih tinggi dan mengeksplorasi kombinasi material lain untuk aplikasi teknologi masa depan.
Sumber: https://interestingengineering.com/science/graphene-shows-spin-currents-without-magnets
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang dicapai oleh tim peneliti terkait arus spin di grafena?A
Tim peneliti berhasil menghasilkan dan mendeteksi arus spin di grafena tanpa menggunakan medan magnet eksternal.Q
Bagaimana tim peneliti mengatasi tantangan dalam mendeteksi arus spin di grafena?A
Mereka mengatasi tantangan ini dengan menempatkan grafena di atas bahan magnetik yang disebut CrPS₄, yang memicu dan mengontrol arus spin.Q
Apa itu efek Hall kuantum (QSH) dan mengapa penting?A
Efek Hall kuantum (QSH) adalah kondisi di mana elektron bergerak hanya di sepanjang tepi bahan, dan penting untuk pembuatan sirkuit efisien dan berdaya rendah.Q
Apa yang terjadi ketika grafena diletakkan di atas CrPS₄?A
Ketika grafena diletakkan di atas CrPS₄, elektron di dalamnya merasakan gaya spin-orbit dan interaksi pertukaran yang membuka celah energi dan menghasilkan keadaan konduksi tepi.Q
Apa potensi aplikasi dari arus spin yang stabil dalam teknologi kuantum?A
Arus spin yang stabil memiliki potensi untuk mentransmisikan informasi kuantum dan menghasilkan sirkuit memori serta logika ultra tipis yang lebih efisien.Artikel Serupa
Sains
1 bulan lalu
38 dibaca
Platform Programabel Buatan untuk Memahami Efek Spin Elektron pada Molekul Berpilin
Sains
1 bulan lalu
33 dibaca
Peneliti Denmark Ciptakan Material Baru untuk Menguak Keadaan Kuantum Tersembunyi
Sains
1 bulan lalu
28 dibaca
Magnetisme P-Wave Baru dari MIT; Memori Elektronik Lebih Cepat dan Hemat Energi
Sains
1 bulan lalu
50 dibaca
Penemuan Baru: Menggerakkan Atom dengan Magnet untuk Nanoteknologi
Sains
1 bulan lalu
44 dibaca
Penemuan Grafit Superkonduktor yang Bisa Bersifat Magnet di MIT
Sains
1 bulan lalu
26 dibaca