GrapheneFlagship的研究人员生产了基于石墨烯的自旋电子器件，该器件在室温下同时利用电荷和自旋。这些结果证明了旋转距离可达几微米的可行性，这可能为在单个芯片中集成信息处理和存储的新可能性打开了大门。

GrapheneFlagship计划认识到由石墨烯相关材料制成的自旋电子器件的潜力。来自不同大学的研究人员成功地证明了在室温下以受控方式操纵石墨烯的自旋特性是可能的。这些结果激发了自旋逻辑器件和量子计算发展的新方向。 加泰罗尼亚研究与高级研究所（ICREA）研究教授Stephan Roche指出，“随着小型化成为电子行业背后的主要推动力，石墨烯开辟了在单一平台中利用磁记忆元件压缩自旋逻辑运算的新可能性，”自成立以来他一直领导Graphene Flagships Spintronics工作。

石墨烯可以以低能量成本将自旋电子器件间通信的面积从纳米扩展到微米。虽然最初的理论预测估计材料中的旋转寿命约为1微秒，但先前的实验表明最多只有几纳秒。这种令人费解的差异最初表明材料的杂质和缺陷是旋转松弛的主要原因。然而，旗舰研究人员对这些传统设想的自旋弛豫机制提出了挑战，并提出了几种石墨烯独有的新机制。

特别是，他们观察到在由石墨烯和过渡金属二硫族化物（TMDC）组成的系统中自旋弛豫的速率很大程度上取决于它们是否指向石墨烯平面或从石墨烯平面指出。 “与TMDC接口的石墨烯可用作自旋滤波器，因为自旋信息的传递取决于注入电子的初始自旋极化，从而实现新的低功耗自旋晶体管概念，”罗奇教授解释说。

重要的是要注意实验是在室温下进行的，并且对于外部操纵石墨烯中的电子自旋特别重要。

考虑到石墨烯可以在足够长的距离上保持自旋相干性，将其与另一种保持旋转的层状材料集成相当短的时间可以导致制造自旋场效应晶体管类器件。结合石墨烯和二硫化钼（MoS2）（其中旋转持续皮秒），旗舰研究人员证明，通过使用栅极电压可以控制旋转的位置。 “这种石墨烯与另一种具有对比自旋电子特性的薄2D材料的结合使得能够创建旋转开关，”罗奇教授说。

研究人员之所以选择MoS2，是因为其强大的自旋轨道耦合导致其低自旋寿命。重要的是，这种材料混合物在室温下工作。

电导失配已被广泛认为是可以大幅减少铁磁体向半导体的自旋注入的关键因素。

旗舰团队表明，通过使用三明治材料，他们可以极大地提高注入和检测自旋电子到石墨烯中的效率。这由石墨烯层和铁磁自旋注入器/检测器电极之间的氮化硼绝缘体组成。

在所生产的器件中，随着电压的增加，极化率增加了70％，挑战了只有铁磁体可以影响自旋极化的概念。相反，发现量子隧道效应会影响器件中的自旋极化。特别地，在室温下旋转桥接10微米的距离超过3纳秒。

“使用石墨烯和其他2D材料推进下一代基于自旋扭矩的存储器（如STT-MRAM和SOT-MRAM）也极具吸引力，并刺激了imec带头的财团并开展工作。工厂环境中的大规模集成，“领导新兴磁性先进存储器概念研究的WP领导者和imec研究员Kevin Garello说。