graphene, nanowire, superconductivity, ferromagnetism, ballistic, transport
megadott besorolás
Fizika (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)
100 %
Ortelius tudományág: Szilárdtestfizika
zsűri
Fizika
Kutatóhely
Fizika Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
projekt kezdete
2016-12-01
projekt vége
2018-08-31
aktuális összeg (MFt)
10.176
FTE (kutatóév egyenérték)
0.87
állapot
aktív projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A projekt célja a grafén kivételes elektronikai tulajdonságainak kiaknázása, ballisztikus elektron-optikai és spintronikus eszközök készítése volt. Bár a projekt csak egy évig futott, számos területen sikeres volt: 1) a grafén pn átmenetek élállapotainak vizsgálata, 2) a spin-transzport és spin-pálya kölcsönhatás vizsgálata grafénben, 3) szupravezető proximity effektus vizsgálata grafénben .
Kimutattuk, hogy az optikai Mach-Zehnder interferométerekhez hasonló elektron- interferométerek hozhatók létre grafén p-n átmenetekben, és ezeket az interferométereket a kvantum- és kvázi-klasszikus viselkedés határterületén tanulmányoztuk. Kidolgoztunk egy chip-re integrált, nagy frekvenciás spin-injekciós technikát grafénre. A grafén hosszú spin élettartamot kínál, de a spin-áram elektromos manipulálása nem lehetséges a spin-pálya kölcsönhatás hiánya miatt. Kimutattuk, hogy a grafént WSe2-re helyezésével a grafénben egy spin-pálya kölcsönözhatás jelenik meg. Végül sikerült szupravezető korrelációkat indukálni a nagy mobilitású grafénben. Ennek segítségével egy grafén szuperrács sávszerkezetét tanulmányoztuk.
A kutatási eredményekről 5 publikáció jelent meg rangos nemzetközi folyóiratokban.
kutatási eredmények (angolul)
The objective of the project was to harness the exceptional electronic properties of graphene, and construct ballistic electron-optical and spintronics devices. Although the project was only one year long, it was successful in several fields: 1) investigation of edge states in graphene p-n junctions, 2) study of spin-transport and spin-orbit proximity effects in graphene, 3) inducing superconducting proximity effect in graphene.
We have shown that electronic interferometers, similar to optical Mach-Zehnder interferometers can be constructed in graphene p-n junctions, and we have studied these interferometers on the boundary of the quantum and quasi-classical regime. We have demonstrated an on-chip, high frequency spin injection technique into graphene. Graphene offers long spin lifetimes, however the electrical manipulation of the injected spin-current is not possible due to the lack of spin orbit coupling. We have shown that by placing graphene on WSe2 a spin orbit interaction in graphene can be engineered. Finally, we have managed to induce superconducting correlations to high mobility graphene. Using this, we could study the band structure of a graphene superlattice.
The research resulted in 5 publications in renowned international journals.
Jonas G. Roch, Guillaume Froehlicher, Nadine Leisgang, Peter Makk, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Richard J. Warburton: Spin-Polarized Electrons in Monolayer MoS2, arXiv:1807.06636, 2018
