Графен, самый тонкий и прочный материал в мире, является своеобразной формой углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом. Обладая рядом уникальных физических и химических свойств, графен, в своем оригинальном виде не имеет совершенно никаких магнитных свойств. Т.е. он совершенно не магнитится и не реагирует на магнитные поля, как другие магнитные материалы, такие как железо или никель. Но ученые из Манчестерского университета обнаружили, что с помощью дополнительной обработки графен можно превратить в магнитный материал, что открывает совершенно новые перспективы использования этого материала в электронных устройствах.
Доктор Ирина Григорьева, старший преподаватель Манчестерского университета, возглавляющая данные исследования, рассказала в интервью издательству «The Engineer»: «Наши достижения демонстрируют, что относительно простые изменения кристаллической решетки делают графен магнетиком, добавляя магнетизм к обширному списку его удивительных свойств».
Манчестерские исследователи, среди которых был и лауреат Нобелевской премии в области физики, профессор Сэр Андрей Гейм, взяли за основу обычный немагнитный графен и удалили из его кристаллической решетки некоторые атомы углерода, выбивая их высокоэнергетическими протонами. Получившуюся вакансию кристаллической решетки затем заполнили атомом другого немагнитного вещества, фтора. Отсутствующие атомы, дырки в кристаллической решетке, и чужеродные атомы фтора придали графену магнитные свойства.
Ученые прибавляли все больше атомов фтора к графеновой кристаллической решетке, пока каждый атом углерода не был связан с атомом фтора. Дальнейшее наполнение атомами фтора привело к уменьшению магнитных свойств материала, ведь два соседних атома фтора компенсировали магнитные моменты друг друга. «Да и графен со многими дырками и чужеродными атомами перестает уже быть графеном» — рассказывает Григорьева.
«Вероятнее всего использование нового магнитного графена находится в области спинтроники» — рассказывает Андрей Гейм. — «Спинтронные явления широко уже используются в настоящее время, к примеру, с их помощью работают жесткие диски компьютеров. С помощью магнитного графена мы сможем разрабатывать совершенно новые электронные устройства, в которых магнетизм будет соединен с электричеством и физикой полупроводников».
Источник:
