El grafeno es increíblemente fuerte, ligero, conductivo ... la lista de sus propiedades superlativas continúa.

No lo es, sin embargo, magnético:una deficiencia que ha atrofiado su utilidad en espintrónica, un campo emergente que, según los científicos, podría eventualmente reescribir las reglas de la electrónica, conduciendo a semiconductores más potentes, computadoras y otros dispositivos.

Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Buffalo informa sobre un avance que podría ayudar a superar este obstáculo.

En un estudio publicado hoy en la revista Cartas de revisión física , los investigadores describen cómo emparejaron un imán con grafeno, e indujo lo que describen como "textura magnética artificial" en el material maravilloso no magnético.

"Independientes el uno del otro, el grafeno y la espintrónica poseen cada uno un potencial increíble para cambiar fundamentalmente muchos aspectos de los negocios y la sociedad. Pero si puedes combinar los dos juntos, Es probable que los efectos sinérgicos sean algo que este mundo aún no ha visto, "dice la autora principal Nargess Arabchigavkani, quien realizó la investigación como Ph.D. candidato a la UB y actualmente es investigador asociado postdoctoral en el Instituto Politécnico SUNY.

Autores adicionales representan a UB, Instituto de Tecnología del Rey Mongkut Ladkrabang en Tailandia, Universidad de Chiba en Japón, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, Universidad de Nebraska Omaha, Universidad de Nebraska Lincoln, y la Universidad de Uppsala en Suecia.

Por sus experimentos, Los investigadores colocaron un imán de 20 nanómetros de espesor en contacto directo con una hoja de grafeno, que es una capa única de átomos de carbono dispuestos en una red de panal bidimensional que tiene menos de 1 nanómetro de espesor.

"Para darte una idea de la diferencia de tamaño, es un poco como poner un ladrillo en una hoja de papel, "dice el autor principal del estudio, Jonathan Bird, Doctor., catedrático y catedrático de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB.

Luego, los investigadores colocaron ocho electrodos en diferentes puntos alrededor del grafeno y el imán para medir su conductividad.

Los electrodos revelaron una sorpresa:el imán indujo una textura magnética artificial en el grafeno que persistió incluso en áreas del grafeno alejadas del imán. En pocas palabras, el contacto íntimo entre los dos objetos hizo que el carbono normalmente no magnético se comportara de manera diferente, exhibiendo propiedades magnéticas similares a los materiales magnéticos comunes como el hierro o el cobalto.

Es más, se descubrió que estas propiedades podían superar por completo las propiedades naturales del grafeno, incluso cuando se mira a varios micrones de distancia del punto de contacto del grafeno y el imán. Esta distancia (una micra es una millonésima parte de un metro), aunque increíblemente pequeño, es relativamente grande microscópicamente hablando.

Los hallazgos plantean preguntas importantes relacionadas con los orígenes microscópicos de la textura magnética en el grafeno.

Más importante, Pájaro dice, es la medida en que el comportamiento magnético inducido surge de la influencia de la polarización del espín y / o el acoplamiento espín-órbita, que son fenómenos que se sabe que están íntimamente relacionados con las propiedades magnéticas de los materiales y con la tecnología emergente de la espintrónica.

En lugar de utilizar la carga eléctrica transportada por electrones (como en la electrónica tradicional), Los dispositivos espintrónicos buscan explotar la propiedad cuántica única de los electrones conocida como espín (que es análogo al giro de la tierra sobre su propio eje). Spin ofrece el potencial de empaquetar más datos en dispositivos más pequeños, aumentando así la potencia de los semiconductores, computadoras cuánticas, dispositivos de almacenamiento masivo y otros dispositivos electrónicos digitales.