Description du projet
Le graphène, un élément prometteur pour les dispositifs spintroniques
Le magnétisme était une des propriétés absentes de la liste impressionnante des caractéristiques physiques du graphène… jusqu’à présent. À la suite de la découverte de ses caractéristiques magnétiques non conventionnelles, le graphène est désormais présenté comme un matériau prometteur pour les applications spintroniques. L’ambition du projet SPRING, financé par l’UE, est de développer une plateforme tout en graphène, où les spins peuvent être utilisés pour transporter, stocker et traiter des informations. Des chercheurs de différentes disciplines collaboreront pour fabriquer des nanostructures de graphène à coquille ouverte d’une précision atomique, et manipuler leur spin et leur charge électroniques, ainsi que leur état de spin nucléaire. L’objectif est de tester le potentiel du graphène en tant qu’élément de base pour les dispositifs spintroniques.
Objectif
Future Information Technology will take advantage of quantum materials for efficient information processing and communication. In SPRING, we propose to utilize custom-crafted graphene nanostructures as elementary active components of a new generation of nanoscale quantum spintronic devices. Graphene structures can spontaneously develop intrinsic π-paramagnetism from topological frustrations of their structure. This unconventional magnetism is mobile, long-ranged and can be electrically addressable. The targeted long-term vision is the development of an all-graphene platform, where spins can be used for transporting, storing and processing information. This new technology paradigm will combine fast electron mobility with electrically addressable quantum spins, in a customizable semiconducting platform, envisioning clear impact on scientific, technological and societal stakeholders.
To advance towards this goal, the interdisciplinary project SPRING combines research in physics, chemistry and engineering to fabricate graphene nanostructures with atomic precision, demonstrate and manipulate their electron and nuclear spin states, and test their potential as basic element in quantum spintronic devices. On-surface synthesis strategies will be utilized to create atomically precise open-shell graphene nanostructures with radical character, including frustrated magnetic states, spin-polarized bands, spin chains, and nuclear spins embedded at specific sites. We will demonstrate the emergence of π-magnetization and unveil the time and energy scales of spins in the open-shell structures through a combination of scanning probe and electron spin resonance spectroscopies, and develop novel predictive models of their quantum functionality. The potential of graphene open-shell platforms as a novel paradigm in spin-based logic devices will be tested by incorporating them into model devices and electrically addressing and manipulating spins.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
20018 San Sebastian
Espagne