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科学家在石墨烯中诱导出人造“磁织构”石墨烯不是磁性的-这一缺点已使它在自旋电子学中的用途受阻
2021年05月17日    阅读量:307     新闻来源:中国化工网 okmart.com    |  投稿

石墨烯具有极强的强度,重量轻,导电性……最高级的特性还在继续。


但是,它不是磁性的,这一缺点已使它在自旋电子学中的应用受到阻碍,自旋电子学是一个新兴领域,科学家们说,该领域最终可能会重写电子学的规则,从而导致功能更强大的半导体,计算机和其他设备。


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现在,由布法罗大学领导的国际研究小组正在报告一项可以帮助克服这一障碍的进步中国化工网okmart.com


在今天发表在《物理评论快报》上的一项研究中,研究人员描述了他们如何将磁铁与石墨烯配对,以及如何在非磁性奇观材料中诱导出所谓的“人工磁织构”。


“石墨烯和自旋电子学彼此独立,具有从根本上改变商业和社会许多方面的巨大潜力。但是,如果将两者融合在一起,协同效应可能是这个世界尚未见到的东西,”他说。主要作者Nargess Arabchigavkani,他是UB的博士候选人进行了这项研究,现在是纽约州立大学理工学院的博士后研究助理。


其他作者包括UB,Mongkut国王理工学院在泰国的Ladkrabang,日本千叶大学,中国科学技术大学,内布拉斯加州奥马哈大学,内布拉斯加州林肯大学和瑞典的乌普萨拉大学。


对于他们的实验,研究人员将厚度为20纳米的磁体与石墨烯片直接接触,石墨烯是单层碳原子,排列在厚度小于1纳米的二维蜂窝状晶格中。


这项研究的资深作者,UB工程与应用科学学院电气工程学教授兼教授乔纳森·伯德(Jonathan Bird)博士说:“让您感觉到尺寸上的差异,就像在纸上铺上一块砖一样。” 。


然后,研究人员在石墨烯和磁体周围的不同位置放置了八个电极,以测量其电导率。


电极令人惊讶-磁体在石墨烯中诱导出人造磁织构,甚至在远离磁体的石墨烯区域中仍然存在。简而言之,两个物体之间的紧密接触导致正常的非磁性碳表现出不同的行为,表现出类似于铁或钴等常见磁性材料的磁性。


此外,发现即使从石墨烯和磁体的接触点看几微米,这些性质也可能完全淹没石墨烯的自然性质。这个距离(一微米是一米的百万分之一)虽然很小,但从微观上来说却相对较大。


这些发现提出了与石墨烯中磁性织构的微观起源有关的重要问题。


伯德说,最重要的是感应磁行为在多大程度上受自旋极化和/或自旋-轨道耦合的影响,众所周知,这种现象与材料的磁性能和新兴的磁化技术紧密相关。自旋电子学。


自旋电子器件没有利用电子所携带的电荷(如传统电子学中那样),而是试图利用称为自旋的电子的独特量子性质(类似于自旋的地球旋转)。Spin提供了将更多数据打包到更小的设备中的潜力,从而提高了半导体,量子计算机,大容量存储设备和其他数字电子产品的能力。


这项工作得到了美国能源部的资助。美国国家科学基金会也提供了其他支持;nCORE,半导体研究公司的全资子公司;瑞典研究理事会;和日本科学促进会。


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