Il lato magnetico del grafene

Le infinite e straordinarie proprietà del grafene “peccano di magnetismo”, ostacolando così il suo impiego nella spintronica, un campo emergente che potrebbe riscrivere le regole dell’elettronica e realizzare semiconduttori, computer e altri device elettronici più potenti. Per superare questo ostacolo un gruppo di ricercatori internazionali, guidato dall’Università di Buffalo, ha provato ad abbinare un magnete con il grafene, inducendo a ciò che descrivono come “struttura magnetica artificiale”. Fondendo l’incredibile potenziale del grafene con quello della spintronica, gli effetti sinergici che ne sono scaturiti hanno dato vita a qualcosa di mai visto prima.

Risultati

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno messo a diretto contatto un magnete dello spessore di 20 nanometri con un foglio di grafene. Hanno poi posizionato otto elettrodi in punti diversi attorno ad entrambi per misurarne la rispettiva conduttività. Sorprendentemente, il magnete ha indotto una struttura magnetica artificiale nel grafene che persisteva anche nelle aree lontane dal magnete. Inoltre, è stato scoperto che queste proprietà potrebbero sopraffare completamente le proprietà naturali del grafene, anche quando si guarda a diversi micron di distanza dal punto di contatto del grafene e con il magnete, sollevando alcune rilevanti questioni relative alle origini microscopiche della struttura magnetica nel grafene.

L’aspetto più interessante è la misura in cui il comportamento magnetico indotto deriva dall’influenza della polarizzazione di spin e/o dell’accoppiamento spin-orbita, che sono fenomeni noti per essere intimamente connessi alle proprietà magnetiche dei materiali
e alla tecnologia emergente di spintronica. Piuttosto che utilizzare la carica elettrica trasportata dagli elettroni, come nell’elettronica tradizionale, gli strumenti spintronici cercano di sfruttare la proprietà quantistica unica degli elettroni nota come spin, che offre il potenziale per “impacchettare” più dati in oggetti più piccoli, aumentando così la potenza di semiconduttori, computer quantistici, unità di archiviazione e altri dispositivi elettronici digitali.

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