Forskere viser, at brintatomer på grafen giver et magnetisk moment

(Phys.org) – Et team af forskere med medlemmer fra institutioner i Spanien, Frankrig og Egypten har vist, at brintatomer på grafen giver et magnetisk moment og desuden, at sådanne momenter kan ordnes ferromagnetisk over relativt store afstande. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab gruppen beskriver eksperimenter de udførte i forsøget på at få et ark grafen til at blive magnetisk, hvordan de fandt bevis for, at det var muligt at bruge brintatomer, og hvordan et sådant materiale kan bruges i industrielle applikationer. Shawna Hollen med University of New Hampshire, og Jay Gupta med Ohio State University, give nogle indblik i det arbejde, som teamet har udført i samme tidsskriftsudgave med et Perspectives-stykke - de skitserer også de forhindringer, der stadig skal overvindes, før magnetisk grafen kan bruges i rigtige applikationer.

Graphenes overlegne kvaliteter som materiale er veldokumenteret, selvom en af ​​dens ulemper ikke er blevet fremhævet så meget - den er ikke magnetisk. Hvis det var, det kunne tænkes at blive brugt i mange flere applikationer. Det har ført til bestræbelser på at gøre ting med et ark grafen, der ville få det til at blive magnetisk, en af ​​dem er ved at tilføje brintatomer til dens overflade, skabe det, der er blevet kaldt grafan.

Desværre, stabilitet har været et problem, gør processen svær at kontrollere. I denne nye indsats, forskerne har taget en anden tilgang - de udnyttede det faktum, at magnetisme opstår i grafen, når der opstår en ubalance i to undergitter, der er en del af helheden - det betyder, at antallet af atomer, der findes i et individuelt undergitter, kan forårsages at være ulige på grund af ting som punktdefekter eller geometrisk form. Det gør det muligt for et hydrogenadatom at binde sig til et carbon p _z -orbital. Slutresultatet er magnetiske momenter, der dannes i honeycomb-gitteret, med sådanne momenter, der justeres ferromagnetisk, når de er på det samme undergitter, og antiferromagnetisk, når de er på et modstående undergitter.

Sådan et materiale, Hollen og Gupta noterer, kan tillade lagring af information med meget højere tætheder end nogensinde før, men før det kan ske, de bemærker også, flere forhindringer skal overvindes, såsom at realisere præcision i atomær skala med processen i stor skala.

© 2016 Phys.org