(Phys.org)—Een team van onderzoekers met leden van instellingen in Spanje, Frankrijk en Egypte hebben aangetoond dat waterstofatomen op grafeen een magnetisch moment opleveren en bovendien:dat dergelijke momenten over relatief grote afstanden ferromagnetisch kunnen ordenen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden in een poging om een ​​vel grafeen magnetisch te maken, hoe ze bewijs vonden dat het mogelijk was met behulp van waterstofatomen, en de manieren waarop een dergelijk materiaal in industriële toepassingen kan worden gebruikt. Shawna Hollen van de Universiteit van New Hampshire, en Jay Gupta van de Ohio State University, bieden wat inzicht in het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer met een stuk Perspectives - ze schetsen ook de hindernissen die nog moeten worden overwonnen voordat magnetisch grafeen in echte toepassingen kan worden gebruikt.

De superieure kwaliteiten van grafeen als materiaal zijn goed gedocumenteerd, hoewel een van zijn nadelen niet zo vaak is benadrukt - het is niet magnetisch. Als het was, het zou mogelijk in veel meer toepassingen kunnen worden gebruikt. Dat heeft geleid tot pogingen om dingen te doen met een vel grafeen waardoor het magnetisch zou worden, een daarvan is door waterstofatomen aan het oppervlak toe te voegen, het creëren van wat grafaan wordt genoemd.

Helaas, stabiliteit is een probleem geweest, waardoor het proces moeilijk te controleren is. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een andere benadering gekozen - ze maakten gebruik van het feit dat magnetisme optreedt in grafeen wanneer er een onbalans optreedt in twee subroosters die deel uitmaken van het geheel - dat betekent dat het aantal atomen dat in een individueel subrooster bestaat kan worden veroorzaakt ongelijk zijn vanwege zaken als puntdefecten of geometrische vorm. Hierdoor kan een waterstofatoom zich binden met een koolstof p _z -orbitaal. Het eindresultaat is dat magnetische momenten worden gevormd in het honingraatrooster, met zulke momenten die ferromagnetisch op één lijn liggen wanneer ze zich op hetzelfde subrooster bevinden, en antiferromagnetisch wanneer ze zich op een tegenoverliggend subrooster bevinden.

Een dergelijk materiaal, Hollen en Gupta opmerking, zou het mogelijk kunnen maken om informatie op te slaan met veel hogere dichtheden dan ooit tevoren, maar voordat dat kan gebeuren, ze merken ook op, verschillende hindernissen moeten worden overwonnen, zoals het op grote schaal realiseren van precisie op atomaire schaal met het proces.

© 2016 Fys.org