science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Grafeen onthult zijn magnetische persoonlijkheid

(PhysOrg.com) -- Kan organisch materiaal zich gedragen als een koelkastmagneet? Wetenschappers van de Universiteit van Manchester hebben nu aangetoond dat het kan.

In een rapport gepubliceerd in Natuurfysica , ze gebruikten grafeen, 's werelds dunste en sterkste materiaal, en maakte het magnetisch.

Grafeen is een vel koolstofatomen dat is gerangschikt in een kippengaasstructuur. In zijn ongerepte staat, het vertoont geen tekenen van het conventionele magnetisme dat gewoonlijk wordt geassocieerd met materialen als ijzer of nikkel.

Door zijn opmerkelijke eigenschappen aan te tonen, wonnen onderzoekers uit Manchester in 2010 de Nobelprijs voor de natuurkunde.

Dit laatste onderzoek onder leiding van dr. Irina Grigorieva en professor Sir Andre Geim (een van de winnaars van de Nobelprijs) zou cruciaal kunnen blijken voor de toekomst van grafeen in de elektronica.

De Manchester-onderzoekers namen niet-magnetisch grafeen en 'peperden' het vervolgens met andere niet-magnetische atomen zoals fluor of verwijderden enkele koolstofatomen uit het kippengaas. De lege ruimtes, vacatures genoemd, en toegevoegde atomen bleken allemaal magnetisch te zijn, precies zoals atomen van, bijvoorbeeld, ijzer.

"Het is alsof minus vermenigvuldigd met minus je plus geeft", zegt dr. Irina Grigorieva.

De onderzoekers vonden dat, zich gedragen als magnetische atomen, defecten moeten ver van elkaar verwijderd zijn en hun concentratie moet laag zijn. Als er veel defecten aan grafeen worden toegevoegd, ze bevinden zich te dicht bij elkaar en heffen elkaars magnetisme op. In het geval van vacatures, hun hoge concentratie zorgt ervoor dat grafeen desintegreert.

Professor Geim zei:"Het waargenomen magnetisme is klein, en zelfs de meest gemagnetiseerde grafeenmonsters zouden niet aan je koelkast blijven plakken.

"Echter, het is belangrijk om duidelijkheid te krijgen over wat wel en niet kan voor grafeen. Het gebied van magnetisme in niet-magnetische materialen heeft eerder veel valse positieven gehad.

"Het meest waarschijnlijke gebruik van het gevonden fenomeen is in spintronica. Spintronica-apparaten zijn alomtegenwoordig, ze zijn vooral te vinden op de harde schijven van computers. Ze functioneren door koppeling van magnetisme en elektrische stroom.

"Het toevoegen van deze nieuwe mate van functionaliteit kan belangrijk zijn voor mogelijke toepassingen van grafeen in elektronica", voegt Dr. Grigorieva toe.