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... Virtual reality voor innovatieve gezondheidstoepassingen Uit onderzoek van de KU Leuven blijkt dat ouderen open staan voor virtual reality en daarbij weinig last van ongemakken hebben. Dit biedt mogelijkheden voor innovatieve gezondheidstoepassingen. Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag Door nanodeeltjes te koppelen aan specifieke moleculen krijgen deze interessante nieuwe functies, zoals de onverwachte vorming van clusters. Dit blijkt uit onderzoek van de TU Eindhoven. Nieuwe methode om sneller opgelopen stralingsdosis te bepalen Het SCK•CEN werkt aan een methode om sneller en beter de opgelopen stralingsdosis te bepalen en bruikbaar is bij situaties met hoge stralingsblootstelling zonder aanwezig analysemateriaal. Start EU project rond duurzame teelt zeewier en microalgen In het project ValgOrize onderzoeken 12 partners uit België, Nederland, Frankrijk en Groot-Brittannië de duurzame teelt van zeewier en microalgen voor voedseltoepassingen in Europa. ACE lanceert online calculatietool voor trillingsdemping - techniek ACE Stoßdämpfer zet een nieuwe stap richting verdere digitalisering. Op de website www.ace-ace.de kunnen engineers nu 24 uur per dag dempingsoplossingen op maat berekenen en bestellen. Vrouwelijke ingenieurs bezig aan een inhaaloperatie - artikel Vrouw en ingenieur in één adem noemen, het is nog steeds niet evident. Slechts 20% ingenieurs, die in 2014 afstudeerden, is een vrouw. Slechts de helft oefent het beroep ook effectief uit. Maak kennis met 8 gerenommeerde bedrijven actief in de stoomwereld Tijdens de Stoomtechniekdag (8 mei) kan men kennis maken met 8 gerenommeerde bedrijven actief in de stoomwereld: Armstrong, BBC, Deconinck-Wanson, E-on, Merford, Spie, Spirax Sarco en Veolia. AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers De EU-Japan Technology Transfer Helpdesk van het EU-Japan Centre for Industrial Cooperation lanceert samenwerking met Gentse start-up AcademicLabs voor realisatie R&D-intensieve organisaties Botsende zwarte gaten spotten met Heisenbergs onzekerheid Het beroemde onzekerheidsprincipe dat Werner Heisenberg, een quantumtheorie-pionier, ooit formuleerde wordt gebruikt om metingen van zwaarte­krachts­golf­detectoren nog nauwkeuriger te maken. Energie-efficiëntere warmtenetten door slimme controller Het H2020 STORM project werd onlangs afgesloten. Binnen dit project werd een innovatieve warmtenetwerk controller ontwikkeld, gebaseerd op zelflerende algoritmes en succesvol getest. UZ Gent test exoskelet in operatiezaal Het UZ Gent gebruikt als eerste Belgisch ziekenhuis een exoskelet in de zorg. Dit hulpmiddel werd door de werkgroep ergonomie ingevoerd bij de instrumentisten in het operatiecomplex.

Schneider Electric heeft nieuw webadres Om de toegang tot de website te vereenvoudigen en de gebruikerservaring op de digitale kanalen te verbeteren, heeft Schneider Electric, wereldleider in digitale transformatie van energiebeheer en automatisering, zijn webdomein bijgewerkt van www.schneider-electric.be naar www.se.com/be en nieuwe functies werden toegevoegd. 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.