پژوهشگران موفق شده‌اند دستگاهی برای اندازه‌گیری مقدار مغناطیسی کردن یک ماده بسازند. در این دستگاه از گرافن به‌عنوان حسگر استفاده شده است.
استفاده از تک مولکول مغناطیسی برای تولید دستگاه اسپینترونیک
پژوهشگران موفق شده‌اند دستگاهی برای اندازه‌گیری مقدار مغناطیسی کردن یک
ماده بسازند. در این دستگاه از گرافن به‌عنوان حسگر استفاده شده است.
از آنجایی که یک مولکول مغناطیسی دارای محدودیت‌های کمتری برای پردازش
اطلاعات است، بنابراین حوزه مغناطیس‌های تک مولکولی اهمیت بسیاری دارد. از
سویی دیگر تک مولکول‌های مغناطیسی قادرند یک بیت اطلاعات را در فضایی بسیار
کوچک جای دهند. بنابراین این مواد در اسپینترونیک نیز اهمیت زیادی دارند.
با این حال برای استفاده از آنها باید راهی برای اندازه‌گیری مقدار
مغناطیسی کردن این مواد یافت، کاری که تاکنون انجام نشده است.
راهبرد رایج برای این کار آن است که تک مولکول را در میان دو الکترود قرار
داد و جریان الکتریکی از آن عبور داد. هر چند این راهبرد ممکن است اجرایی
باشد اما احتمال بروز اختلال در برخی خواص تک مولکول نیز وجود دارد. یک تیم
تحقیقاتی اروپایی موفق به طراحی نانودستگاهی اسپینترونیک و هیبریدی شده است
که با استفاده از حسگرهای جفت شده با مولکول می‌توان حالت مولکول را به‌صورت
غیر مستقیم اندازه بگیرد.
آندره کاندینی، از محققان مرکز نانوسایز
CNR ایتالیا، می‌گوید: «ما توانسته‌ایم مقادیر بسیار کوچک از سیگنال‌های
مغناطیسی، حتی تا سطح تک مولکول را، اندازه‌گیری کنیم. برای این کار، ما از
یک حسگر ساخته شده از نانوساختارهای گرافنی عامل‌دار و مولکول‌های مغناطیسی
استفاده کردیم. در این دستگاه، حالت مغناطیسی مولکول با اندازه گیری جریان
عبوری از ورقه گرافن به‌دست می‌آید». این اولین باری است که چنین سیگنال‌های
بسیار ضعیفی قابل اندازه گیری است، سیگنالی که از مقدار رکورد پیشین ۱۰۰
برابر کوچکتر است.
در این پروژه که با همکاری محققانی از مرکز CNRS فرانسه و موسسه فناوری
کارلسرو آلمان انجام شده است، از ورقه گرافن به‌صورت تار عنکبوت جهت به‌دام
انداختن مولکول‌ها و شناسایی مقدار مغناطیسی شدن آنها استفاده شده است.
آندره کاندینی می‌گوید: «ما از گرافن به‌عنوان ماده حسگر بهره جستیم. وقتی
مولکول مغناطیسی با آن برخورد می‌کند مقدار تغییر هدایت گرافن متناسب با
مقدار مغناطیسی کردن آن مولکول است. ما این پروژه را قدم به قدم انجام
دادیم. این که یاد بگیریم چگونه هر جز از دستگاه را چگونه بسازیم، کاری بسی
دشوار بوده است. ساخت هر بخش بسیار زمان بر بود به‌همین دلیل ساخت کامل
دستگاه زمان طولانی نیاز داشت».
برای ساخت این دستگاه محققان ابتدا مولکول‌های مناسبی را سنتز کرده تا روی
گرافن قرار دهند. در گام بعد این ورقه‌های گرافنی با استفاده از لیتوگرافی
پرتو الکترونی به‌هم پیوند زده می‌شوند، سپس این سیستم در معرض پلاسمای
اکسیژن قرار می‌گیرد. در پایان برای کاهش مقدار نویز، فرآیند اندازه گیری
الکتریکی در دمای بسیار پایین انجام می‌گیرد.
