Het vooruitzicht om spin-informatie over lange afstanden in grafeen te transporteren, mogelijk vanwege de kleine intrinsieke spin-baankoppeling en verdwijnende hyperfijninteractie, heeft intensief onderzoek gestimuleerd naar toepassingen van spintronica. Echter, gemeten spin-relaxatietijden zijn orden van grootte kleiner dan aanvankelijk voorspeld, terwijl het belangrijkste fysieke proces voor spindefasering en de afhankelijkheden van ladingsdichtheid en wanorde niet overtuigend worden beschreven door conventionele mechanismen.

In een recente publicatie in Natuurfysica , ICN2-onderzoekers ontrafelen een ongekend spin-relaxatiemechanisme voor niet-magnetische monsters dat volgt uit een verstrengeling tussen spin en pseudospin aangedreven door willekeurige spin-baankoppeling, uniek voor grafeen. Het werk werd geleid door ICREA Research Prof. Stephan Roche, Groepsleider van de ICN2 Theoretical and Computational Nanoscience Group. De eerste auteur van het artikel is Dr. Dinh Van Tuan, van de groep onder leiding van Prof. Roche, en ICREA Onderzoek Prof. Sergio O. Valenzuela, Groepsleider van de ICN2 Physics and Engineering of Nanodevices Group, behoort tot de auteurs.

De vermenging tussen spin- en pseudospin-gerelateerde Berry's fasen resulteert in snelle spindefasering, zelfs bij het naderen van de ballistische limiet, met toenemende ontspanningstijden weg van het Dirac-punt, zoals experimenteel waargenomen. De oorsprong van spin-baankoppeling kan voortkomen uit adatoms, rimpelingen of zelfs het substraat, suggereert nieuwe spinmanipulatiestrategieën op basis van de pseudospin-vrijheidsgraad.

Dergelijke mogelijkheden suggereren ongekende benaderingen voor de opkomst van niet-kostengebaseerde informatieverwerking en -verwerking, wat resulteert in een nieuwe generatie actieve (CMOS-compatibele) spintronische apparaten samen met niet-vluchtige, energiezuinige MRAM-geheugens. Dit fenomeen herziet niet alleen jaren van experimentele en theoretische controverses, maar opent ook een nieuw venster op de formidabele uitdaging van het manipuleren van de vrijheidsgraad van spin in toekomstige informatieverwerkingstechnologieën.