Grafen afslører sin magnetiske personlighed

(PhysOrg.com) -- Kan organisk materiale opføre sig som en køleskabsmagnet? Forskere fra University of Manchester har nu vist, at det kan det.

I en rapport offentliggjort i Naturfysik , de brugte grafen, verdens tyndeste og stærkeste materiale, og gjorde den magnetisk.

Grafen er et ark af kulstofatomer arrangeret i en kyllingetrådsstruktur. I sin uberørte tilstand, det udviser ingen tegn på den konventionelle magnetisme, der normalt forbindes med sådanne materialer som jern eller nikkel.

At demonstrere dets bemærkelsesværdige egenskaber vandt Manchester-forskere Nobelprisen i fysik i 2010.

Denne seneste forskning ledet af Dr. Irina Grigorieva og professor Sir Andre Geim (en af ​​nobelprismodtagerne) kan vise sig at være afgørende for fremtiden for grafen i elektronik.

Manchester-forskerne tog ikke-magnetisk grafen og derefter enten 'peppede' det med andre ikke-magnetiske atomer som fluor eller fjernede nogle kulstofatomer fra hønsenet. De tomme rum, kaldet ledige stillinger, og tilføjede atomer viste sig alle at være magnetiske, nøjagtigt som atomer af, for eksempel, jern.

"Det er ligesom minus ganget med minus giver dig plus", siger Dr. Irina Grigorieva.

Forskerne fandt ud af, at at opføre sig som magnetiske atomer, defekter skal være langt væk fra hinanden, og deres koncentration skal være lav. Hvis der tilføjes mange defekter til grafen, de bor for tæt og ophæver hinandens magnetisme. I tilfælde af ledige stillinger, deres høje koncentration får grafen til at gå i opløsning.

Professor Geim sagde:"Den observerede magnetisme er lille, og selv de mest magnetiserede grafenprøver ville ikke klæbe til dit køleskab.

"Imidlertid, det er vigtigt at opnå klarhed i, hvad der er muligt for grafen, og hvad der ikke er. Området for magnetisme i ikke-magnetiske materialer har tidligere haft mange falske positiver.

"Den mest sandsynlige brug af det fundne fænomen er i spintronics. Spintronics-enheder er gennemgående, mest bemærkelsesværdigt kan de findes på computeres harddiske. De fungerer på grund af kobling af magnetisme og elektrisk strøm.

"At tilføje denne nye grad af funktionalitet kan vise sig vigtig for potentielle anvendelser af grafen i elektronik", tilføjer Dr. Grigorieva.