Kuantum teknolojilerine yönelik heyecan verici bir atılım, Hollanda’daki Delft Teknoloji Üniversitesi’nden geldi. Bir araştırma ekibi, ilk kez herhangi bir dış manyetik alan uygulamadan grafende spin akımları üretmeyi ve tespit etmeyi başardı. Bu başarı, kuantum bilgi işleme ve ultra verimli elektronik devreler için dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.
KUANTUM SPİN HAYALİ
Spintronik olarak bilinen teknoloji, bilgiyi taşıma biçimini tamamen değiştirmeyi vaat ediyor. Elektrik yükü yerine elektronların spinini kullanan bu yaklaşım, süper enerji verimli ve hızlı cihazlar geliştirmeye olanak tanıyor. Ancak bugüne kadar grafen gibi pratik malzemelerde spin akımı oluşturmak, büyük manyetik alanlara bağlıydı ve bu da teknolojinin çiplere entegrasyonunu zorlaştırıyordu.
YENİ MALZEME, YENİ YOL
Araştırma ekibi, geleneksel mıknatıslar yerine grafeni, CrPS₄ adı verilen özel bir manyetik malzemenin üzerine yerleştirdi. Bu yapı, grafenle doğrudan temas ederek elektronların spinlerini etkileyebildi. Böylece, spin-yörünge kuplajı ve değişim etkileşimi gibi kuantum kuvvetleri devreye girdi ve grafenin kenarlarında spin akımlarını destekleyen bir yapı oluştu.
KUANTUM SPİN VE AH ETKİSİ
Araştırmacılar, kuantum spin Hall (QSH) etkisinin varlığını düşük sıcaklıklarda gözlemleyerek grafenin kenarlarında kararlı spin akımlarının oluştuğunu kanıtladı. Üstelik, oda sıcaklığında dahi devam eden anormal Hall (AH) etkisi sayesinde spin akımlarının yön değiştirdiği görüldü. Bu, dış manyetik alana ihtiyaç olmadan spintronik devreler inşa etmenin önünü açtı.
GELECEĞİN DEVRELERİ
Baş araştırmacı Talieh Ghiasi, topolojik olarak korunan spin akımlarının kusurlara karşı dayanıklılığına dikkat çekerek, bu tür yapılarla geliştirilecek ultra ince kuantum devrelerinin gelecekte büyük rol oynayabileceğini belirtti. Ancak QSH etkisinin şimdilik yalnızca çok düşük sıcaklıklarda ortaya çıktığını vurgulayan ekip, daha yüksek sıcaklıklarda bu etkiyi güçlendirmek için yeni malzeme kombinasyonları üzerinde çalışmaya devam ediyor.
