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... AB InBev investeert 42 miljoen euro in uitbreiding brouwerij Hoegaarden AB InBev toont haar plannen om over de komende 2 jaar 42 miljoen euro investeren in de uitbreiding van haar bottelarij in Hoegaarden, waar er nood was aan capaciteitsuitbreiding. Prinses Elisabethbasis in Antarctica CO2-neutraal Group VHC breidde de energievoorziening van de basis uit met zonne- en windenergie, vernieuwde het batterijsysteem en plaatste op buitenlocaties batterijsystemen voor onderzoeksapparatuur. Wieland Electric breidt productreeks HMI-ECO uit - techniek Met deze nieuwe productreeks HMI-ECO heeft Wieland Electric drie belangrijke artikelen aan zijn gamma toegevoegd. De versies worden gemaakt in de afmetingen 4,3” - 7” - 10”. Trends in automatisering binnen de verpakkingsindustrie - column Malte Schlüter, Mitsubishi Electric, bespreekt in deze column vier belangrijke trends die momenteel van invloed zijn op de verpakkingsindustrie en die de toekomst vorm zullen geven. Jan De Nul haalt Australische baggeropdracht binnen De opdracht omvat het creëren van een veilige en duurzame toegang tot de Australische haven Port Hedland, als deel van een groter plan om groei van deze haven op lange termijn te ondersteunen. Patronale Solar wordt grootste producent van zonne-energie De Belgische Independent Power Producer (IPP) van zonne-energie, Patronale Solar, heeft de overname afgerond van de Belgische PV-parken (een 100-tal) van het Nederlandse Sunrock. 3D-geprint tumormodel toont interactie met immuuncellen De Universiteit Twente heeft een 3D-biogeprint minimodel van het brein ontwikkeld, om de interactie tussen cellen van het immuunsysteem en die van hersentumoren te onderzoeken. 5 miljoen euro uit Interreg 2 Seas-fonds voor provincie Antwerpen Europa investeert via het Interreg 2 Seas-fonds 5 miljoen euro in 9 nieuwe projecten in de provincie Antwerpen. 5 projecten rond sociale thema’s en 4 rond duurzame energie en klimaatadaptie. Plan voor bouw 30 nieuwe mijnenjagers en 1.550 drones Belgium Naval & Robotics heeft een samenwerkingsplan gepresenteerd dat over een periode van 20 jaar 4 miljard euro omzet in België genereert met ruim 2,1 miljard toegevoegde waarde. Antwerps sorteercentrum bpost bedekt met 10.000 m² zonnepanelen De 3.700 fotovoltaïsche panelen met capaciteit van 1 megawatt werden geïnstalleerd door ENGIE Fabricom. bpost heeft nu in totaal 33.000 m² zonnepalen op zijn verschillende Belgische gebouwen Zal Artificiële Intelligentie rol gaan spelen bij recrutering? Wervingsbureau Michael Page analyseerde tijdens een onderzoek de technologieën en tendensen die de werkomgeving en competenties van morgen zullen bepalen en er een impact op zullen hebben.

Nieuwe Benelux vestiging voor BLM Group Met de oprichting van BLM Group Benelux heeft BLM Group (wereldwijde partner voor de buisbewerkings-industrie) een eigen verkoop- en servicevestiging voor de Benelux in gebruik genomen. Dit zijn de adresgegevens van deze nieuwe vestiging: Doornhoek 3776, NL-5465 TA Veghel, tel: +31 (0) 413 745 040, email: mail@blmgroup.nl >> Rexroth hydraulisch aggregaat bespaart ruimte en energie De nieuwe CytroBox hydraulische krachtbron van Bosch Rexroth biedt met zijn intelligente, energie-efficiënte modulaire ontwerp een oplossing voor het middelmatige vermogensbereik van 7,5 tot 30 kW. Door IoT-technologieën te integreren, effent het ook de weg voor implementatie van Industry 4.0-concepten. << 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.