Magneettisuus pois ja päälle

Grafeenista se vaan aina löytyy uusia ominaisuuksia. Vastikään Tokion yliopistossa havaittiin, että grafeenista löytyy optinen kvantti-Hall-ilmiö.

Aalto-yliopiston ja Utrechtin yliopiston tutkijat ovat tehneet yhden atomin kokoisen sähköisen kytkennän grafeeninanonauhojen ja kulta-atomien välille. Näin grafeeniin voidaan nyt sitten tehdä sähköisiä kytkentöjä.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on puolestaan löytänyt tavan tehdä grafeenista magneettista niin, että se voidaan kytkeä päälle ja pois ulkoisella sähkökentällä.

Manchesterin yliopiston johtama tutkijaryhmä, johon kuului myös suomalaisia ja singaporelaisia tutkijoita osoittaa miten luoda alkeismagneettinen momentti grafeeniin ja kytkeä sitä päälle ja pois.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun itse magnetismi on muuttunut eikä vain magnetointisuunta kääntynyt.

 Tähän asti spintroniikka on rajoittunut kahden magnetointisuunnan tallentamiseen mutta se ei ole pystynyt tuottamaan aktiivisia laitteita, joissa magneettisia ominaisuuksia voisi ohjailla transistorien tapaan. Tämä tilanne voi muuttua dramaattisesti uusimman löydön myötä.

Kanaverkkomaisen grafeenin hilarakenteesta voi poistaa joitakin atomeja, josta syntyvää aukkoa kutsutaan vakanssiksi. Nyt havaittiin, että elektronit tiivistyvät vakanssien ympärille pieniksi elektronisiksi pilviksi, jotka toimivat kuin mikroskooppinen magneetti kantaen yhtä yksikköä magnetismia eli spiniä.

Tutkimuksia johtanut Irina Grigorieva ryhmineen osoitti, että magneettiset pilvet voidaan hallitusti haihduttaa ja sitten tiivistää takaisin. Läpimurto antaa mahdollisuuden rakentaa transistorin kaltainen laite, jossa informaatio tallennetaan vaihtamalla grafeenin tilaa magneettisen ja ei-magneettisen välillä. Tallennetut tilat voidaan sitten lukea joko tavanomaisella tavalla sähkövirran avulla tai vielä parempi, spinvuon avulla.

Sellaiset uudet laitteet voidaan integroida elektronisiin piireihin tuottamaan toiminnot, joilla valvotaan magnetismia ja varausta eli yhdistäisivät magneettiset muistit sähköisiin virtapiireihin. Se on todellinen läpimurto, todetaan yliopiston tiedotteen lopuksi.

Aiheesta aiemmin:

Uusia eväitä spintroniikalle