Upper limit of spin relaxation in suspended graphene
Cummings, Aron (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Dubois, Simon Mutien Marie (Université catholique de Louvain)
Alcázar Guerrero, Pedro (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Charlier, Jean Christophe (Université Catholique de Louvain)
Roche, Stephan (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Date:	2025
Abstract:	We use a combination of molecular dynamics and quantum transport simulations to investigate the upper limit of spin transport in suspended graphene. We find that thermally-induced atomic-scale corrugations are the dominant factor, limiting spin lifetimes to ∼10 ns by inducing a strongly-varying local spin-orbit coupling. These extremely short-range corrugations appear even when the height profile appears to be smooth, suggesting they may be present in any graphene device. We discuss our results in the context of experiments, and briefly consider approaches to suppress these short-range corrugations and further enhance spin lifetimes in graphene-based spin devices.
Grants:	Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S Agencia Estatal de Investigación PID2019-106684GB-I00 Ministerio de Ciencia e Innovación PRTR-C17.I1 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00997 European Commission 881603 European Commission 101099139
Note:	Altres ajuts: CERCA Programme/Generalitat de Catalunya
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Subject:	Spintronics ; Suspended graphene ; Quantum transport ; Molecular dynamics
Published in:	Carbon, Vol. 234 (March 2025) , art. 119920, ISSN 0008-6223

DOI: 10.1016/j.carbon.2024.119920

Available from: 2027-03-31 Postprint

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)
Articles > Research articles
Articles > Published articles