Графен приобретает магнитные свойства

В число многих полезных качеств, которыми обладает чудо-материал графен, не входит намагничиваемость. Разумеется, двумерную гексагональную решетку атомов углерода можно легировать магнитными примесями, но это ухудшает электрические характеристики графена.

Лишенный этого недостатка способ намагничивания графена предложила команда физиков Калифорнийского университета (UC Riverside). Для этого они разместили графеновую плоскость в непосредственной близости от магнитного изолятора — диэлектрика с магнитными свойствами.

«Впервые графен сделан магнитным таким образом, — заявил возглавлявший это исследование профессор физики и астрономии Цзин Ши (Jing Shi). — Магнитный графен приобретает новые электронные свойства, благодаря чему могут возникать новые квантовые явления. Эти явления могут найти воплощение в более универсальных и многофункциональных электронных устройствах».

Результаты работы имеющие потенциальное прикладное значение для спинтроники были изложены в онлайновом издании Physical Review Letters.

В качестве магнитного изолятора команда Ши использовала железоиттриевый гранат (YIG), выращенный методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Однослойный лист графена, помещенный на слой граната с атомарной гладкостью поверхности, приобрел способность к намагничиванию, а точнее, позаимствовал ее у магнитодиэлектрика. При этом великолепная мобильность носителей зарядов в графене осталась ненарушенной.

В своих экспериментах калифорнийские физики воздействовали на графен внешним магнитным полем. Они обнаружили, что напряжение Холла — измеряемое перпендикулярно направлению тока — имеет линейную зависимость от намагниченности железоиттриевого граната. Это явление известно как аномальный эффект Холла. Оно характерно для магнитных материалов, таких как железо или кобальт, и стало подтверждением того, что графен действительно приобрел магнитные свойства.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI