Scoperte proprietà magnetiche per il grafene

Scoperte proprietà magnetiche per il grafene

Introducendo irregolarità nel suo reticolo cristallino è possibile rendere magnetico il grafene, un foglio di puro carbonio, senza l'impiego di alcun metallo

di Andrea Bai pubblicata il , alle 12:11 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori dell'Università del Maryland ha dimostrato che il grafene è in grado di assumere proprietà magnetiche quando drogato con l'introduzione di vacanze nel suo reticolo cristallino. Secondo i ricercatori questa scoperta potrebbe portare, in futuro, all'impiego del grafene per la realizzazione di sensori magnetici e memorie MRAM (Magnetic Random Access Memory).

Il team di ricerca, coordinato dal professor Michael Fuhrer, ha scoperto che i piccoli spazi vuoti introdotti nel reticolo cristallino del grafene, altrimenti perfettamente esagonale, agiscono come piccoli magneti, ciascuno con un proprio momento magnetico, in grado di interagire con i portatori di carica nel grafene dando luogo ad una ulteriore resistenza elettrica a basse temperature, in virtù di un effetto fisico conosciuto con il nome di effetto Kondo.

L'effetto Kondo si riscontra normalmente quando vengono aggiunti piccole quantità di atomi magnetici, come ferro o nickel, a metalli non magnetici, come oro o rame. Fuhrer ha commentato: "Stiamo studiando un sistema che preveda solamente il carbonio, senza aggiungere le tradizionali impurità magnetiche. Il grafene ha una bassa densità elettronica e per questo motivo l'effetto Kondo dovrebbe apparire solamente a temperature estremamente basse". Il gruppo di ricerca ha però verificato che l'effetto Kondo avviene, nel grafene con vacanze, alla temperatura di 90 K, simile a quanto avviene nei metalli ad alta densità elettronica.

L'esperimento condotto dal team di ricerca dell'Università del Maryland rappresenta il primo tentativo di rendere magnetico un foglio di grafene senza impiegare trattamenti di superficie con altri materiali, quest'ultima una strada già tentata in precedenza da altri progetti di ricerca. Si tratta di un metodo potenzialmente più semplice, in quanto elimina la necessità di utilizzare altri materiali oltre al carbonio.

Il prossimo passo che i ricercatori intendono compiere avrà lo scopo di portare un foglio di grafene a mostrare le proprietà del ferromagnetismo, con la dislocazione delle vacanze secondo una disposizione che, sfruttando l'effetto Kondo, obblighi tutti i momenti magnetici di un dominio di vacanze ad allinearsi. Secondo il professor Fuhrer il magnetismo del grafene con le sue proprietà di mobilità elettronica potrebbero portare ad interessanti applicazioni nel campo della spintronica, dove sono i momenti magnetici degli elettroni, e non la carica, a rappresentare l'unità di informazione.

16 Commenti
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Ste powa18 Aprile 2011, 12:45 #1
ora la domanda è : cosa non può fare il grafene
PaSteam18 Aprile 2011, 12:51 #2
ora la domanda è cosa sono le vacanze di cui si parla nell' articolo?
(e non dite sono quei posti dove si vanno a riposare gli atomi a bere e a
drogarsi )
supertoro18 Aprile 2011, 13:03 #3
La traduzione non è molto corretta. Per vacancy si intende una lacuna, ovvero uno spazio non occupato dagli atomi. E comunque le "vacanze" non sono state introdotte, ma ci sono già nel reticolo cristallino.
II ARROWS18 Aprile 2011, 13:22 #4
No, la domanda è: pensano che dovrei mantenere il mio computer raffreddato ad azoto liquido con pesanti e costosi macchinari solo perché questa proprietà si verifica a 90 K?

Non sarà una temperatura "estremamente basse", ma sono comunque bassissime. Non mi pare che questa temperatura si raggiunga naturalmente sulla Terra.
Cooperdale18 Aprile 2011, 17:23 #5
Ti smentisco, casa mia in questi giorni si aggira su temperature del genere.
Aegon18 Aprile 2011, 18:12 #6
vivi a -183 °C?

Mi associo a supertoro: correggete "vacanze" che proprio non si può leggere, in fisica si chiamano "lacune (elettroniche)"...

Certo che il grafene ha proprietà davvero notevoli!
Cooperdale18 Aprile 2011, 18:35 #7
Originariamente inviato da: Aegon
vivi a -183 °C?


Oggi è salita a 100K, un bel sollievo.
atmb8218 Aprile 2011, 21:21 #8

Mmmm...

L'unica cosa che mi lascia dubbioso è che basta che uno degli anelli del grafene non sia regolare (ad esempio, 5 o 7 atomi anziché 6) e la struttura da completamente planare si deforma (diventa conica/a forma di sella o frastagliata se sono ancora di più gli anelli irregolari), quindi mi chiedo cosa succede drogando il grafene come stanno studiando costoro... mi ricorda un po' il drogaggio del silicio, alla fin fine, questo effetto Kondo, solo che anziché creare situazioni PNP o NPN si ottengono proprietà magnetiche...).

<3 grafene :3
Fire-Dragon-DoL18 Aprile 2011, 21:55 #9
Qualcuno è in grado di spiegare cosa questo comporta? °°
wacitu18 Aprile 2011, 23:59 #10
Originariamente inviato da: supertoro
La traduzione non è molto corretta. Per vacancy si intende una lacuna, ovvero uno spazio non occupato dagli atomi. E comunque le "vacanze" non sono state introdotte, ma ci sono già nel reticolo cristallino.


No, la traduzione non e' corretta... anzi quasi da ignoranti...

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