Ученые смогли сделать графен магнитным
Графен имеет много фантастических свойств, которые способны изменить историю человеческой цивилизации. Он химически стабилен, обладает высокой проводимостью и невероятно прочен. Одно но — он не обладает магнитными свойствами. Это одна из проблем, которую упоминают компании вроде IBM, которая пытается снизить ожидания от появления супер-эффективных графеновых микропроцессоров. Однако эта проблема может быть решена. Учёные из Университета Калифорнии успешно создали графен с магнитными свойствами.
Чтобы достичь этого, они начали с листа обычного немагнитного графена. Он был помещен на слой магнитного железоиттриевого граната, который передал свои магнитные свойства графену, не нарушая его структуру или другие свойства. Большинство магнитных веществ мешают способности графена проводить электричество, но железоиттриевый гранат является также электрическим изолятором. Это означало, что он вряд ли негативно повлияет на способность графена переносить электроны.
После воздействия магнитного поля команда учёных обнаружила напряжение Холла графена, зависящее от магнитной линейности железоиттриевого граната. Это сказало им о намагничивании графена от воздействия железоиттриевого граната. Это свойство должно сохраняться бесконечно, так как оно не стало результатом нанесения материала на графен, но исходит от самого графена.
В прошлом можно было создать намагниченный графен, но это всегда происходило при добавлении дополнительных магнитных соединений или покрытий на сырой графен — часто свинца или железа. Добавление лишних материалов портит всю идею графена. И без того сложно произвести большие объёмы чистого графена, не говоря об использовании примесей. Добавление дополнительных атомов к одноатомной структуре графена портит его электрические свойства. На этот раз графен остаётся просто графеном.
Потенциальные применения магнитного графена могут быть обширными, от обработки информации до передовой медицины. Можно представить себе как возрастут вычислительные возможности серверов, сервисов проверки доступности сайтов, хостингов, облачных хранилищ. Кроме этого, исследователи видят большое будущее магнитного графена в развивающейся области спинтроники (спиновая электроника). Спинтроника включает в себя обработку сигнала с использованием магнитного спина, а не электрический заряда.
Спинтроника может стать основой появления более быстрых процессоров и памяти со значительно большей ёмкостью. Кремниевые транзисторы сокращаются в размерах с каждым новым поколением процессоров Intel, ARM и других фирм. Сейчас их размер достиг 14 нм и приближается физический предел. В планах Intel значатся 10 нм и 5 нм к 2020 году, а после закон Мура может исчерпать себя.
Магнитный графен с использованием спинтроники могут прийти на замену, когда традиционные кремниевые транзисторы уже нельзя будет уменьшить. Графеновый транзистор может работать в атомном масштабе, но потребуется ещё несколько лет, чтобы довести разработку до ума.
