Графен наделили свойствами нанозолота

0
44

Российские исследователи совместно с зарубежными коллегами получили модифицированный графен, обладающий свойствами кобальта и золота — магнетизмом и спин-орбитальным взаимодействием
Графен — одна из модификаций углерода, отличающаяся от других форм строением и свойствами. Графен представляет собой двумерную решетку из шестиугольных ячеек. Прочность, теплопроводность и высокая электропроводность определили его важную роль во многих исследованиях химиков и физиков-наноэлектронщиков.

Ученые из СПбГУ, Томского государственного университета и их коллеги из Германии и Испании обнаружили, что при взаимодействии с кобальтом и золотом графен не только сохраняет свои уникальные характеристики, но и частично перенимает свойства этих металлов — магнетизм и спин-орбитальное взаимодействие
Спином электрона называют «магнит», возникающий из-за вращения электрона вокруг своей оси. При этом электрон сам вращается еще и вокруг ядра, что создает круговой электрически ток и магнитное поле. Между этим «магнитом» электрона и магнитным полем происходит взаимодействие, которое называют спин-орбитальным.
Собственное спин-орбитальное взаимодействие графена пренебрежимо мало, а вот у золота и кобальта оно крайне велико. Ученые синтезировали систему, состоящую из строго упорядоченного графена на магнитной подложке кобальта с ультратонким слоем атомов золота между ними, а затем в деталях изучили новые свойства данной системы. Оказалось, что влияние золота на графен приводит к появлению спин-орбитального взаимодействия у последнего, равно как и взаимодействие кобальта с графеном намагничивает его.
По словам авторов, одной из областей применения полученного магнитно-спин-орбитального графена может стать квантовый компьютер. Сейчас кубиты — элементы памяти квантового компьютера, делают на охлажденных до очень низких температур атомов или сверхпроводящих переходах. Основной проблемой прототипов квантовых компьютеров остается скорость: кубиты не успевают сделать нужное количество операций и сохранить результат вычислений из-за взаимодействия с внешней средой. Одним из решений этой проблемы может стать изготовление кубитов на новых материалах — например, на основе магнитно-спин-орбитального графена.

Российские физики планируют продолжить исследования графена для использования его в спинтронике — разделе квантовой электроники, основанном на использовании не только заряда электрона, но и другой его характеристики — спина.
Результаты работы ученых опубликованы в журнале Американского химического сообщества Nano Letters.
Ранее физики разработали настраиваемый терагерцовый лазер на основе графена.