Ученые сделали графен магнитным

Графен, одноатомный слой атомов углерода, расположенных в форме гексагональной решетки, обладает массой интересных качеств. Увы, магнетизма среди них нет. Магнетизм можно индуцировать в графене, легировав его магнитными примесями, но это, как правило, нарушает электронные свойства графена.


Группа физиков из Калифорнийского университета в Риверсайде нашла остроумный способ индуцировать магнетизм в графене, сохранив его электронные свойства. Они добились этого путем привлечения листа графена очень близко к магнитному изолятору — электрическому изолятору с магнитными свойствами.

«Мы первыми сделали гарфен магнитным вот таким образом, — говорит Цзин Ши, профессор физики и астрономии, в лаборатории которого проводились исследования. — Магнитный графен приобретает новые электронные свойства, потому возникают новые квантовые эффекты. Эти качества могут привести к появлению новых электронных устройств, которые будут более надежными и многофункциональными».

Результаты исследования были опубликованы в начале этого месяца в журнале Physical Review Letters и обладают мощным потенциалом увеличить использование графена в компьютерах, в частности в компьютерных чипах.

Магнитный изолятор, который использовал Ши и его команда, представлял собой собой иттрий-железный гранат, выращенный с помощью лазерно-молекулярной пучковой эпитаксии в лаборатории. Ученые поместили однослойный лист графена на атомарно-гладкий слой иттрий-железа и обнаружили, что иттрий-железо намагнитило графеновый лист. Другими словами, графен просто позаимствовал магнитные свойства у иттрий-железной подложки.

Магнитные вещества вроде железа, как правило, мешают электропроводности графена. Чтобы этого не произошло, ученые выбрали иттрий-железный гранат, поскольку знали, что он выступает в качестве электрического изолятора и не нарушит свойства транспорта электронов в графене. Не легируя лист графена, а просто поместив его на слой иттрий-железного граната, они обеспечили неизменность электронных свойств графена.

В своих экспериментах Ши и его команда подвергали графен внешнему магнитному полю и обнаружили, что напряжение Холла в графене — напряжения, перпендикулярного направлению тока — линейно зависит от намагниченности иттрий-железного граната (явление, известное как аномальный эффект Холла, наблюдали в магнитных материалах вроде железа и кобальта). Это подтверждает факт того, что графен обзавелся магнитными свойствами.

Новости партнеров
Чем будут отличаться iPhone 17 Pro и iPhone 17 Pro Max
Чем будут отличаться iPhone 17 Pro и iPhone 17 Pro Max
Google сильно рискует перед выходом Pixel 10 Pro. Это телефон может убить всю серию
Google сильно рискует перед выходом Pixel 10 Pro. Это телефон может убить всю серию
Почему опытные Биткоин-инвесторы не спешат продавать криптовалюту: ответ аналитиков
Почему опытные Биткоин-инвесторы не спешат продавать криптовалюту: ответ аналитиков