Grafeen, een vel pure koolstof van één atoom dik, is inherent niet-magnetisch. Het is echter mogelijk om magnetisme in grafeen te induceren via verschillende methoden, zoals:

1. Doping met magnetische onzuiverheden: Door magnetische atomen of moleculen in het grafeenrooster te introduceren, zoals ijzer (Fe), kobalt (Co) of nikkel (Ni), kun je gelokaliseerde magnetische momenten in de grafeenlaag creëren. Dit kan worden bereikt door middel van chemische dampafzetting (CVD), intercalatie of andere afzettingstechnieken.

2. Nabijheidseffecten: Wanneer grafeen in de nabijheid van een magnetisch materiaal wordt geplaatst, zoals een ferromagneet of een magnetische isolator, kunnen de elektronische eigenschappen ervan worden beïnvloed door het magnetische veld dat door het aangrenzende materiaal wordt gegenereerd. Dit kan een zwak magnetisch moment in de grafeenlaag veroorzaken, bekend als het nabijheidseffect.

3. Chemische functionaliteit: Bepaalde chemische functionele groepen, zoals zuurstof- of fluoratomen, kunnen de elektronische structuur van grafeen beïnvloeden en magnetisme veroorzaken. Door grafeen met deze groepen te functionaliteiten, kun je de magnetische eigenschappen ervan veranderen.

4. Spanningstechniek: Het toepassen van mechanische spanning of vervormingen op grafeen kan de elektronische bandstructuur ervan wijzigen en leiden tot het ontstaan ​​van magnetisch gedrag. Dit door spanning geïnduceerde magnetisme kan worden gecontroleerd door de spanningsomstandigheden te variëren.

5. Substraateffecten: Het substraat waarop grafeen wordt gekweekt of overgedragen, kan ook de magnetische eigenschappen ervan beïnvloeden. Bepaalde substraten, zoals hexagonaal boornitride (h-BN) of overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD's), kunnen magnetische momenten in grafeen veroorzaken vanwege hun eigen magnetische eigenschappen of grensvlakeffecten.

Door deze technieken te onderzoeken is het mogelijk om magnetisme in grafeen te induceren en de magnetische eigenschappen ervan te manipuleren voor verschillende toepassingen in spintronica, magnetische sensoren en andere technologieën voor magnetische apparaten.