(Phys.org) - Underbart material grafen kan göras magnetiskt och dess magnetism slås på och av med ett tryck på en knapp, öppnar en ny väg mot elektronik med mycket låg energiförbrukning.
I en rapport publicerad i Naturkommunikation , ett team från University of Manchester under ledning av Dr Irina Grigorieva visar hur man skapar elementära magnetiska ögonblick i grafen och sedan slår på och av dem.
Det här är första gången magnetismen i sig har växlats, snarare än att magnetiseringsriktningen vänds.
Det moderna samhället är ofattbart utan användning av magnetiska material. De har blivit en integrerad del av elektroniska prylar där enheter inklusive hårddiskar, minneskretsar och sensorer använder magnetiska magnetiska komponenter. Varje mikromagnet låter lite information ('0' eller '1') lagras som två magnetiseringsriktningar ('norr' och 'söder'). Detta elektronikområde kallas spintronics.
Trots stora framsteg, en stor besvikelse hos spintronics har hittills varit dess oförmåga att leverera aktiva enheter, där växling mellan norr och söder riktning sker på ett sätt som liknar det som används i moderna transistorer. Denna situation kan dramatiskt förändras på grund av den senaste upptäckten.
Grafen är en kycklingtråd gjord av kolatomer. Det är möjligt att ta bort några av dessa atomer vilket resulterar i mikroskopiska hål som kallas lediga platser. Manchester -forskarna har visat att elektroner kondenserar runt dessa hål till små elektroniska moln, och var och en av dem beter sig som en mikroskopisk magnet som bär en enhet av magnetism, snurra.
Dr Grigorieva och hennes team har visat att de magnetiska molnen kan spridas kontrollerbart och sedan kondenseras tillbaka.
Hon förklarar:"Detta genombrott gör att vi kan arbeta mot transistorliknande enheter där information skrivs ner genom att växla grafen mellan dess magnetiska och icke-magnetiska tillstånd. Dessa tillstånd kan avläsas antingen på konventionellt sätt genom att trycka en elektrisk ström genom eller, ännu bättre, genom att använda ett centrifugeringsflöde. Sådana transistorer har varit en helig gral av spintronik. "
Dr Rahul Nair, som ledde den experimentella insatsen, kommenterar "Tidigare har man kunde bara ändra en riktning i vilken en magnet magnetiseras från norr till söder. Nu kan vi slå på och av magnetismen helt.
"Graphene lockar redan intresse när det gäller spintronikapplikationer, och jag hoppas att den senaste upptäckten kommer att göra den till en föregångare. "
Nobelpristagare och medförfattare till tidningen Professor Andre Geim tillade:"Jag undrar hur många fler överraskningar grafen håller i beredskap. Den här har kommit ur det blå. Vi måste vänta och se i några år men den växlingsbara magnetismen kan leda till en effekt som överstiger de mest optimistiska förväntningarna. "
Professor Antonio Castro Neto, Direktör för Graphene Research Center i Singapore och medförfattare till rapporten, sade:"Detta arbete öppnar dörrarna för nya magnetiska enheter som är atomtunna och enkelt kan styras externt med tillämpning av vanliga elektriska fält. Dessa nya enheter kan införlivas i elektroniska kretsar för att skapa funktioner för kontroll av magnetism och laddning som inte fanns tidigare. De förenar magnetiska minnen med elektriska kretsar. Det är ett verkligt genombrott. "
