Rijksuniversiteit Groningen

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.