近日，曼徹斯特大學(xué)Irina Grigorieva博士領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在Nature Communications上發(fā)表研究，揭示了如何利用石墨烯制造初級(jí)磁矩并自如地控制其開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換。        這是業(yè)內(nèi)首次爆料利用石墨烯使磁性得以控制，這遠(yuǎn)比磁化方向的改變有更大的意義。

       磁性材料與現(xiàn)代社會(huì)的方方面面都息息相關(guān)，它們?cè)诤形⑿痛判栽碾娮庸ぞ撸T如硬盤、存儲(chǔ)芯片和傳感器中都有所應(yīng)用。每個(gè)微磁鐵都有‘0’和‘1’的信息來(lái)進(jìn)行磁化方向“北”和“南”的信息存儲(chǔ)。在電子領(lǐng)域，這被稱之為電子自旋技術(shù)。

       電子自旋雖優(yōu)點(diǎn)多多，但也有其缺點(diǎn)，即不能夠支持有源器件；而在有源器件中，南北方向的轉(zhuǎn)換跟晶體管中的南北方向轉(zhuǎn)換是類似的。如今，Irina Grigorieva博士的團(tuán)隊(duì)則成功解決了這個(gè)難題。

       眾所周知，石墨烯是由碳原子構(gòu)成，而引起“微觀孔洞”也叫做“空位”的那些原子通過(guò)一定的技術(shù)手段是可以移除的。曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，電子圍繞這些孔洞凝結(jié)成云狀，這些云狀的電子像微觀磁鐵一樣帶著一個(gè)單位的磁性和一個(gè)單位的旋轉(zhuǎn)。

       Grigorieva博士和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這些磁性云能夠可控制地消散并重新凝結(jié)在一起。

       她說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)使得我們能夠研發(fā)新型的類晶體管設(shè)備，利用石墨烯磁性和非磁性狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換來(lái)書寫信息。這些磁性和非磁性的狀態(tài)既可以用通電流的傳統(tǒng)方法讀出，也可用自旋流的方法讀出。這種晶體管可以說(shuō)是電子自旋技術(shù)中的“圣杯”。

Rahul Nair博士說(shuō)，過(guò)去我們只能實(shí)現(xiàn)磁鐵由北到南的磁化，而現(xiàn)在我們完全可以對(duì)磁性進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。

      該研究合作者，同時(shí)也是諾貝爾獎(jiǎng)的獲得者Andre Geim補(bǔ)充到：石墨烯究竟保留了多少讓人驚喜的特性目前仍未可知，不過(guò)，現(xiàn)如今的研究成果可所謂是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。拭目以待，數(shù)年后可轉(zhuǎn)換磁性技術(shù)將會(huì)帶來(lái)更大的技術(shù)飛躍。（編譯自‘Controlling Magnetic Clouds in Graphene’ 翻譯：王現(xiàn)）