محققان دانشگاه منچستر موفق شدند با دستکاری در ساختار گرافن، در این ماده خاصیت مغناطیسی ایجادکنند. با این کار دامنه کاربرد گرافن در صنعت الکترونیک افزایش مییابد.
ایجاد خاصیت مغناطیسی در گرافن
محققان دانشگاه منچستر موفق شدند با دستکاری در ساختار گرافن، در این ماده
خاصیت مغناطیسی ایجادکنند. با این کار دامنه کاربرد گرافن در صنعت
الکترونیک افزایش مییابد.
آیا مواد آلی میتوانند خاصیت مغناطیسی داشته باشند؟ یک گروه تحقیقاتی در
دانشگاه منچستر نشان دادند که چنین چیزی امکانپذیر است. در مقالهای که
این گروه تحقیقاتی در نشریه Nature Physicsبه چاپ رساندند، نشان دادند که
میتوان گرافن را بهصورت مغناطیسی درآورد.
گرافن مادهای است ورقهای به ضخامت یک اتم از جنس کربن که دارای ساختار
فنسی شکل است. در حالت دست نخورده، این ماده هیچ نشانهای از مغناطیسی بودن،
نظیر آهن و نیکل از خود نشان نمیدهد. کسی که موفق به اثبات این ویژگی قابل
توجه گرافن گردیده در سال ۲۰۱۰ جایزه نوبل را به خود اختصاص داده است.
روشهای جدیدی که برای ایجاد نانوساختارهای سهبعدی روی آرایهای از برجستگیها که
با فاصله منظم روی سطح یک فیلم نازک سیلیکونی قرار گرفتهاند، راه را برای تولید
نانوحسگرهای جدید باز میکنند.
این تحقیقات که توسط ایرینا گریگورا و آندره گیم ( یکی از دریافت کننده جایزه نوبل)
انجام شده میتوان برای آینده گرافن در صنعت الکترونیک حیاتی باشد.
محققان دانشگاه منچستر از گرافن غیر مغناطیسی استفاده کردند که مواد غیرمغناطیسی
نظیر فلوئور را روی آن قرار داده بودند. همچنین از گرافنهایی استفاده کردند که
تعدادی از اتمهای کربن از ساختار آن زدوده شده بود. به این فضاهای خالی میتوان
موادی افزود که در نهایت ساختار گرافن خاصیت مغناطیسی نظیر آهن پیدا کند.
پژوهشگران دریافتند برای این که گرافن بتوانند خواص مغناطیسی پیدا کند باید نقصهای
موجود در آن از هم فاصله داشته و مقادیر آن بسیار کم باشد. اگر نقصها در مجاورت هم
باشند آنگاه روی هم تاثیرگذاشته و خواص مغناطیسی یکدیگر را دفع میکنند. در مورد
فضاهای خالی، اگر تعداد آنها در ساختار گرافن زیاد باشد موجب از هم پاشیدگی گرافن
میشود.
گیم میگوید، مقدار مغناطیس مشاهده شده بسیار اندک است و با افزایش آن نیز نمیتوان
مقدار مغناطیسی شدن را بهحدی افزایش داد که بتواند به روی فلز آهنی بچسبد. اما با
این وجود لازم است که بدانیم چه چیزی درباره گرافن امکانپذیر است و چه چیزی
امکانپذیر نیست. پیش از این نیز فعالیتهایی مبنی بر مغناطیسی کردن مواد
غیرمغناطیسی به نتایج نه چندان جالبی ختم شده بود.
از نتایج این یافته میتوان در اسپینترونیک استفاده کرد، ادوات اسپینترونیک بهوفور
در زندگی روزمره استفاده میشود یکی از مهمترین کاربردهای آن در دیسکهای سخت
رایانهای است. عملکرد آنها بر مبنای جفت شدن جریان الکتریکی و مغناطیسی است. با
افزودن این قابلیت جدید، میتوان کاربردهای گرافن را در صنعت الکترونیک گسترش داد.
