En kvanteprik, bestående af en stump kulstofnanorør på en nanometers tykkelse, kan bringes i en tilstand, hvor elektronernes foretrukne spinretning - op eller ned - kan kontrolleres med elektriske spændinger udefra.

Præcis den mulighed efterlyste den franske nobelpristager Albert Fert i sin gallaforelæsning i forbindelse med prisoverrækkelsen i år.

Elektrisk manipulation af elektronspin kan måske få betydning for fremtidens kvantecomputere og kvantehukommelser.

»Jeg vil selvfølgelig gerne have, at den viden kan bruges til noget. Men min første prioritet er at vise, at det kan lade sig gøre,« siger ph.d.-studerende Jonas Rahlf Hauptmann fra Nano-Science Center ved Niels Bohr Institutet.

Den lille stump kulstofnanorør skal først klemmes fast mellem to bittesmå elektroder af nikkel. Nikkel er magnetisk ligesom jern, og det lille, faste magnetfelt på hver side af kvanteprikken bevirker, at prikkens elektroner får en standardpolarisering, der kan ændres frem og tilbage ved at tilføre passende spændinger til elektroderne.

Forsøget, som har givet stof til Jonas Rahlf Hauptmanns artikel i Nature Physics, foregik tæt på det absolutte nulpunkt minus 273 grader Celsius. Alene det betyder, at de praktiske anvendelser ligger langt ude i fremtiden.

»Faktisk kan det godt være, at spinnet kan styres ved højere temperaturer, men aflæsningen af spinnets retning på denne måde kræver den lave temperatur, så jeg ved ikke, om det lader sig gøre,« siger han.

Professor Albert Fert fik Nobelprisen sammen med professor Peter Grünberg for opdagelsen af GMR (Giant Magnetoresistance), en kvantemekanisk effekt, som de fleste mennesker bruger i dag, da den er en nødvendig forudsætning for teknologien i moderne harddiske.

GMR er den effekt, der får den elektriske modstand i harddiskens læsehoved til at stige og falde i takt med de små, lagrede magnetfelter, når de suser forbi på den roterende metalskive.

Dokumentation

Jonas Rahlf Hauptmanns artikel