(Phys.org) —In de drie jaar sinds het Nobelcomité zijn prijs in de natuurkunde toekende voor de ontdekking van grafeen - een nieuw materiaal waarvan velen denken dat het de wereld kan veranderen vanwege zijn ongekende kracht, flexibiliteit en geleidbaarheid - onderzoekers hebben geprobeerd de aanwezigheid van magnetisme vast te stellen, die de toepassing ervan op een aantal gebieden radicaal zou kunnen veranderen.

Nu heeft een team van onderzoekers van de Florida International University, de Universiteit van Californië-Berkeley, de University of California-Riverside en het Georgia Institute of Technology hebben een geheim ontgrendeld, het vaststellen van de aanwezigheid van magnetische eigenschappen in grafeen nanostructuren bij kamertemperatuur.

"Onze ontdekking zou van grafeen de belangrijkste concurrent kunnen maken in de race om het kernmateriaal te worden in toekomstige computerchips, " zei Sakhrat Khizroev, hoogleraar aan de afdeling Electrical and Computer Engineering van de FIU.

Het team, waaronder ook Jeongmin Hong van UC Berkeley, Robert Haddon bij UC Riverside en Walt de Heer bij Georgia Tech, werkt sinds 2008 aan deze experimenten. Het ongerepte grafeen dat in de experimenten werd gebruikt, werd gekweekt bij Georgia Tech en chemisch gefunctionaliseerd bij UC Riverside. De fysica van magnetisme werd bestudeerd aan de FIU en UC Berkeley.

De mogelijke toepassingen voor magnetisch grafeen zouden zich breed uitstrekken van informatieverwerking tot medicijnen. Een belangrijk aandachtspunt voor Khizroev en zijn collega-onderzoekers is de toepassing ervan op het opkomende gebied van spintronica, wat staat voor 'spin transport electronics'. Ook bekend als magneto-elektronica, spintronica houdt in dat een signaal wordt verwerkt met behulp van magnetische spin-eigenschappen in plaats van een elektrische lading. De toepassing ervan kan leiden tot een hogere gegevensoverdrachtsnelheid, grotere verwerkingskracht en grotere geheugendichtheid en opslagcapaciteit.

Khizroev en zijn collega-onderzoekers denken dat hun ontdekkingen kunnen leiden tot spintronische apparaten voor energiezuinige en extreem snelle informatieverwerking. Een tweedimensionale matrix van koolstofatomen van slechts één atoom dik, grafeen is van bijzonder belang voor industrieën waar miniaturisatie belangrijk is, zoals elektronica.

Terwijl siliciumtransistors al zo klein zijn als ze kunnen gaan, grafeen kan letterlijk zo klein zijn als fysiek mogelijk, het openen van nieuwe grenzen voor alles, van computerchips tot zonnecellen.

"We hebben de afgelopen vijf jaar aan deze belangrijke uitdaging gewerkt, "Zei Khizroev. "Het aantonen van de aanwezigheid van magnetische orde op lange afstand in gefunctionaliseerde grafeen-nanostructuren maakt de weg vrij om de droom van spintronica te realiseren."