ENGINEERINGNET.BE - Spin is een kwantummechanische eigenschap van elektronen, waarbij elektronen rondtollen om hun as en zich gedragen als kleine kompasnaaldjes. Een stroom van elektronenspins is te gebruiken in elektrische schakelingen.

Om spinstroom op te wekken is een relatief grote magneet nodig. Een alternatieve methode gebruikt een speciaal type moleculen, maar het is de vraag of dit echt werkt. RUG promovendus Xu Yang heeft een theoretisch model ontwikkeld dat beschrijft hoe je dit kunt testen.

Spin kan twee richtingen hebben: ‘op’ en ‘neer’. Om met spinstromen informatie door te geven, moet er een overmaat van één van beide zijn. Dit gebeurt doorgaans door elektronen in een spintronische schakeling te injecteren via een ferromagneet, die een van beide spintypen gemakkelijker door laat.

Nu liet een studie uit 2011 zien dat een overmaat van één type spin ook is te verkrijgen door stroom door een monolaag van de dubbele DNA helix te sturen. DNA moleculen zijn chiraal: ze bestaan in twee vormen die elkaars spiegelbeeld zijn, zoals een linker- en rechterhand.

Dit fenomeen heet Chiraal geïnduceerde Spin Selectiviteit (CISS). De afgelopen jaren zijn er verschillende experimenten gepubliceerd die claimen dit CISS effect aan te tonen, maar Yang twijfelde aan de geldigheid hiervan.

Yang heeft nu een model gemaakt dat kan beschrijven hoe spins door verschillende circuits gaan die onder een lineair regime werken, dus onder omstandigheden waarin gewone elektronica functioneert.

Deze modellen zijn gebaseerd op universele regels. Ladingsbehoud is de regel dat elk elektron dat een circuit in gaat er ook weer uit moet komen. Reciprociteit gaat erom dat wanneer je de spanning- en stroomcontacten omkeert in een circuit, het signaal gelijk blijft.

Yang heeft beschreven hoe deze regels de doorgifte en reflectie van spin beïnvloedt in verschillende blokken, zoals een chiraal molecuul en een ferromagneet tussen twee contactpunten. Zo is uit te rekenen wat in deze blokken gebeurt met de spins.

Daarna gebruikte hij die blokken voor de bouw van complexere circuits. Zo kon hij uitrekenen wat hij kon verwachten van circuits met chirale moleculen wanneer die al dan niet het CISS effect veroorzaken.

Yang heeft nu circuits met vier contacten heeft ontworpen die de aanwezigheid van CISS aantonen. ‘Momenteel werk ik ook aan zo’n circuit, maar omdat het uit moleculaire bouwstenen bestaat is dat een hele uitdaging.’ << (Lydia Heida) (foto: RUG - Xu Yang)

Op de figuur:
Een elektronenstroom gaat door een chirale helix, die één spintype beter door laat.

Reageer of publiceer aanvullende informatie

Mis ook dit niet... Buitenlands toptalent in IT naar Vlaanderen halen Vlaamse bedrijven kampen met openstaande vacatures in IT. Het PALIM-project leidt 60 Marokkaanse IT'ers in Marokko op, waarvan er 30 in aanmerking komen voor vacatures in België. Projectsourcingkantoor Bonache kiest voor verjonging Het management van Bonach wordt jonger en vrouwelijker nu Robine Martin en Femke Lintelo er voor kozen om medezaakvoerder en aandeelhouder te worden, naast oprichter Dirk Verbeeck. PortXchange moet digitale scheepvaart-app wereldwijd beschikbaar maken PortXchange is erop gericht de efficiëntie van havenaanlopen te vergroten en de CO2-uitstoot van en tussen havens te verminderen, onder meer door de digitale scheepvaart-app Pronto. Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro Indaver en Acciona gaan samen een afvalenergiecentrale exploiteren in het Noordoosten van Schotland. Het NESS-energieproject zal jaarlijks 150.000 ton huishoudelijk afval verwerken. Zuinigste wagens bekroond in Shell Eco-marathon (+fotoreportage) Dit jaar namen 141 studententeams deel aan de Europese editie van de Shell Eco-marathon, een wedstrijd om zo energiezuinig mogelijke wagens te bouwen. elobau levert oplossingen voor agrarische sector - praktijkcase Steketee, producent van schoffel- en grond­bewerkings­machines, was op zoek naar betrouwbare hoeksensoren die geschikt zijn voor de landbouw en mobiele automatisering, en niet te duur zijn. Forse daling CO2-uitstoot van bedrijfswagens Bedrijfswagens stoten momenteel 17% minder CO2 uit dan zeven jaar geleden, aldus hr-dienstverlener Acerta op basis van haar data voor meer dan 40.000 werkgevers. Nieuw groot onderzoeksprogramma via ALMA-telescoop Rychard Bouwens van de Leidse Sterrewacht is de eerste Nederlandse wetenschapper die een ‘Large Program’ mag uitvoeren met de geavanceerde ALMA-telescoop, die in Chili opgesteld staat. Genomineerden voor Matexpo awards bekend gemaakt Met deze awards wil de beursorganisator de grootste technische innovatie, de meest milieuvriendelijke machine of innovatie of de meest vernieuwende veiligheidsstoepassing onderscheiden. Pocketboer publiceert ’tips en tricks’ voor pocketvergisten De voorbije jaren ontstonden bij landbouwers allerlei problemen bij gebruik van hun kleinschalige biogasinstallatie. De operationele groep 'Pocketboer' heeft nu oplossingen ontwikkeld. KU Leuven-onderzoekers stap dichter bij nieuwe generatie zonnepanelen De nieuwe studie van de KU Leuven legt voor het eerst uit hoe perovskieten, kunstmatige kristallen die zonlicht kunnen omzetten in elektriciteit, zijn te stabiliseren.

Kontron lanceert COM Express Compact Type 6 met nieuwste Intel processoren Kontron heeft nieuwe COM Express Compact Type 6 modules, die de 8ste generatie Intel-processoren bevatten, toegevoegd aan zijn gamma. De processoren verbruiken slechts 15 Watt. De nieuwe modules laten tot 24 GB DDR4-geheugen toe en zijn optioneel voor het eerst beschikbaar in Compact-formaat met snelle NVMe SSD. >> Verhuisplannen voor SKF Benelux Deze zomer verhuist de Nederlandse SKF vestiging van Nieuwegein naar een nieuwe locatie in Houten, waar zich ook het vernieuwde SKF Experience Center en het Global R&D center zal gevestigd worden. De Belgische vestiging verhuist dit najaar naar Diegem. Ook daar komt een SKF Experience Center en een nieuw trainingscentrum. >> Topjobs op Engineeringnet Onze Belgische jobboard 'Engineeringnet TopJobs' onderscheidt zich door specialisatie. We bieden u als recruiter een platform met uitsluitend technische bezoekers aan (knelpuntberoepen!). Dat is een doelgroep die via andere kanalen zéér moeilijk bereikbaar is.