21 mrt 2001
Nummer 29 15 maart 2001
Veelbelovende ontwikkeling in spintronica gepubliceerd in Nature
Elektronen hebben een elektrische lading en zijn daarom de dragers
van elektrische stroom. Daarnaast hebben ze nog een eigenschap: de
'spin', die vergelijkbaar is met het links- of rechtsom draaien van
een tol. "De laatste tijd is een ware hausse ontstaan van onderzoek
naar de vraag of, en zo ja hoe, het mogelijk is om die spin
bruikbaar te maken voor nieuwe technologie", zegt fysicus
prof.dr.ir. Bart van Wees.
Om de spin te kunnen gebruiken is het nodig dat hij gemanipuleerd
kan worden. Natuurkundigen van de groep van Van Wees zijn er als
eersten in geslaagd om elektronen met overheersend één spinrichting
in koper aan te brengen en te meten hoe lang ze in deze toestand
blijven. Ze openen daarmee de weg naar experimenten waarin het
gedrag van de spin beter kan worden bestudeerd. De onderzoekers
publiceren hun resultaten in het vooraanstaand vakblad Nature van
15 maart 2001.
Leeskoppen
Het gebruik van de elektronspin is een nieuw vakgebied dat
'spintronica' of 'magneto-elektronica' wordt genoemd. Door het
draaien krijgt het elektron magnetische eigenschappen. Het elektron
gedraagt zich als een klein kompasnaaldje en kan daarom gebruikt
worden om magnetische veldjes (bijvoorbeeld de bits uit de
computertechnologie) te richten of af te lezen. Op het ogenblik
maakt IBM al leeskoppen voor harde schijven waarin dit principe
wordt toegepast.
Spinstromen
Een andere mogelijkheid waarnaar op dit moment veel onderzoek wordt
verricht, is het schakelen van spinstromen. De elektronen kunnnen
linksom of rechtsom draaien (spin-up of spin-down). Normaal is de
verdeling 50 procent spin-up en 50 procent spin-down. Voor het
schakelen moeten in een metaal of halfgeleider-materiaal stromen
van elektronen met voornamelijk één spinrichting kunnen worden
opgewekt. Die stromen moeten over enige afstand blijven bestaan.
Hoopgevende ontwikkeling
De Groningse natuurkundigen Friso Jedema, Andrei Filip en Bart van
Wees hebben met ferromagnetisch materiaal en koper een structuur
ontworpen waarin ze dergelijke stromen kunnen opweken en meten. "De
signalen zijn nog heel klein," zegt Van Wees, "maar we denken dat
we ze nog zo'n honderd keer kunnen vergroten." Ook hoopgevend is
volgens Van Wees dat de relatief grote lengte waarover de stromen
bij kamertemperatuur blijven bestaan (350 nanometer). Bij die
lengte is met mogelijk om de metaalstructuren waarin diverse
aspecten van de elektronspin kunnen worden bestudeerd, te maken met
zeer fijne lithografische technieken.
Noot voor de pers
Meer informatie:
* prof.dr.ir.B.J. van Wees, tel. (050)363 4933 of (050)363 4930, fax
(050)363 3900,
* e-mail wees@phys.rug.nl (werk)
* ir. F.J. Jedema, tel (050)363 4919, e-mail jedema@phys.rug.nl
(werk).
De titel van het Nature artikel luidt: Observation of spin
injection and accumulation at room temperature in an all-metal
mesoscopic spin valve.