Zázračný grafén s magnetickou textúrou môže naštartovať spintroniku

Grafén má množstvo dobrých vlastností – je pevný, ľahký, vodivý, ale nie je magnetický, čo mu bráni byť užitočným v spintronike. No teraz medzinárodný výskumný tím prekonal túto prekážku. V štúdii publikovanej v časopise Physical Review Letters vedci vysvetľujú, ako spárovali magnet s grafénom a v nemagnetickom materiáli vyvolali to, čo opisujú ako „umelú magnetickú textúru“. 

Vedci pri svojich experimentoch umiestnili magnet s hrúbkou 20 nanometrov do priameho kontaktu s vrstvou grafénu, čo je jedna vrstva atómov uhlíka usporiadaná v dvojrozmernej voštinovej mriežke, ktorá je hrubá menej ako 1 nanometer. Potom umiestnili osem elektród na rôzne miesta okolo grafénu a magnetu, aby zmerali ich vodivosť.

Na ich prekvapenie magnet vyvolal umelú magnetickú textúru v graféne, ktorá pretrvávala aj v oblastiach grafénu vzdialených od magnetu. Inými slovami, blízky kontakt medzi týmito dvoma objektmi spôsobil, že bežne nemagnetický uhlík sa správal odlišne a vykazoval magnetické vlastnosti podobné bežným magnetickým materiálom, ako je železo alebo kobalt.

Ďalej sa zistilo, že tieto vlastnosti môžu úplne prekonať prirodzené vlastnosti grafénu, a to aj vo vzdialenosti niekoľko mikrónov od kontaktného bodu grafénu a magnetu. Hoci táto vzdialenosť (mikrón je milióntina metra) je neuveriteľne malá, z mikroskopického hľadiska je relatívne veľká. Zistenia prinášajú dôležité otázky týkajúce sa mikroskopického pôvodu magnetickej textúry v graféne. Najdôležitejšie je, do akej miery indukované magnetické správanie vzniká vplyvom polarizácie spinov a/alebo väzieb spin-orbit.

Namiesto využitia elektrického náboja prenášaného elektrónmi sa spintronické prístroje snažia využiť jedinečnú kvantovú vlastnosť elektrónov známu ako spin. Spin ponúka potenciál na uloženie väčšieho množstva dát do menších zariadení, čím zvyšuje výkon polovodičov, kvantových počítačov, veľkokapacitných pamäťových zariadení a inej digitálnej elektroniky.

Zdroj: phys.org.