Promotie dhr. T. Maassen: Electron spin transport in graphene-based devices

Promotie: dhr. T. Maassen, 14.30 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Electron spin transport in graphene-based devices

Promotor(s): prof.dr.ir. B.J. van Wees

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Beperkende factoren voor elektronspin-transport in grafeen

Informatie verwerken met behulp van de elektronspin in plaats van hun lading is een concept voor het innoveren van computers in de toekomst. Daarom zijn natuurkundigen nu op zoek naar een materiaal dat spins kan vervoeren zonder dat hun spinoriëntatie verandert, zoals grafeen. Grafeen heeft een honingraatrooster van koolstofatomen met een dikte van één atoom. Het is een mogelijke kandidaat omdat het een hoge elektronmobiliteit heeft en een verwachte lage spinverstrooiing bij kamertemperatuur. Toch blijven de resultaten van spintransportexperimenten ruim beneden de verwachte spinrelaxatielengten en -tijden, de typische parameters die spinverstrooiing beschrijven.

Het proefschrift van Thomas Maassen richt zich op het begrijpen van de beperkende factoren voor spintransport in grafeen. Maassen onderzocht de invloed van ferromagnetische contacten, storende elektrische potentialen in de directe omgeving en het effect van het substraat op het grafeen.

Maassen laat zien dat contacten met lage elektrische weerstanden er toe kunnen leiden, dat de kwaliteit van het grafeenkanaal aanzienlijk wordt onderschat. Ook toont hij aan dat de invloed van storende elektrische potentialen kan worden gescreend door het induceren van extra ladingen in het systeem. Deze ladingen kunnen elektrisch worden aangeslagen of afkomstig zijn van de verandering van de bandstructuur van één laag grafeen naar een stapel van meerdere lagen grafeen. Bovendien blijkt dat spintransport in grafeen sterk kan worden beïnvloed door de verandering van het substraat. Ten slotte bespreekt Maassen het onverwachte effect van gelokaliseerde toestanden die aan het transportkanaal koppelen. Hij sluit het proefschrift af met een commentaar op de lopende discussie over de dominante spinrelaxatiemechanismen in grafeen.

Thomas Maassen (Duitsland, 1984) studeerde natuurkunde in Aken. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials (onderzoeksgroep Physics of Nanodevices) en gefinancierd door FOM.