Penemuan Arus Spin Kuantum di Graphene Tanpa Medan Magnet Eksternal

Para peneliti berhasil menciptakan dan mendeteksi arus spin di graphene tanpa harus menggunakan medan magnet eksternal, sebuah tantangan lama di dunia fisika. Spintronics adalah teknologi baru yang menggunakan spin elektron untuk mentransmisikan informasi yang lebih cepat dan hemat energi dibandingkan teknologi elektronik saat ini. Biasanya, untuk mengamati efek quantum spin Hall pada graphene dibutuhkan medan magnet yang kuat, yang sulit diaplikasikan dalam perangkat kecil. Namun, tim ini menggunakan cara baru dengan menempatkan graphene di atas material magnetik khusus bernama chromium thiophosphate atau CrPS₄, yang secara alami mempengaruhi elektron graphene melalui efek kedekatan magnetik. Ketika graphene ditempatkan di atas CrPS₄, terjadi interaksi yang memicu elektron mengalir hanya di tepi dengan spin searah, serta menghasilkan efek anomalous Hall, di mana elektron menyimpang ke samping tanpa adanya medan magnet eksternal. Arus spin tetap stabil meskipun terdapat cacat kecil pada graphene dan bisa bertahan hingga jarak puluhan mikrometer. Meskipun efek quantum spin Hall berhasil diamati tanpa medan magnet, hal itu hanya terjadi pada suhu sangat rendah, sehingga belum bisa langsung diterapkan dalam teknologi sehari-hari. Sebaliknya, efek anomalous Hall ini bertahan hingga suhu kamar, memberi harapan pemanfaatan jangka panjang. Penemuan ini membuka peluang untuk pengembangan perangkat kuantum dan spintronik yang lebih tipis, efisien, dan handal. Tim peneliti berencana mencari cara meningkatkan kestabilan efek pada suhu lebih tinggi dan mengeksplorasi kombinasi material lain untuk aplikasi teknologi masa depan.