Marylandi Ülikooli teadlased avastasid viisi kuidas hoida kontrolli all grafeeni magnetilisi omadusi. Uus meetod võib viia uute rakendusteni magnetilises salvestuses ja magnetmäludes.
Skeem grafeentransistorist, millel on näidatud grafeen(punane), kuldelektroodid(kollane), ränidioksiid(läbipaistev) ning ränisubstraat(must). Suurendatult on toodud grafeenvõrestik, milles on "augud." "Augud(puuduvad aatomid)" on pildil ümbritsetud siniste süsinikuaatomitega.
Oma uurimustöös leidsid teadlased, et grafeeni puuduvad aatomid ehk nn “augud” käituvad kui väikesed magnetid – neil on magnetmoment. Lisaks astuvad need magnetmomendid tugevalt vastasmõjusse grafeenis voolu kandvate elektronidega, põhjustades madalal temperatuuril märgatava lisatakistuse – nähtus, mida tuntakse Knodo efekti nime all, kirjutab Physorg.com.
Kondo efekti leidmine grafeenis oli üllatav kahel põhjusel. “Esiteks, me uurisime ainult süsinikust koosnevat süsteemi lisamata tavalisi magnetilisi ebapuhtusi. Teiseks, grafeenil on väga väikene elektrontihedus, mistõttu Kondo efekti ilmnemine peaks toimuma ainult väga madalatel temperatuuridel,” sõnas uurimuse läbi viinud füüsikaprofessor Michael S. Fuhrer.
Teadlased mõõtsid “aukudega” grafeenis aset leidnud Kondo efekti karakteristlikuks temperatuuriks kuni 90 Kelvinit, mis on võrreldav väga suurte elektrontihedustega metallide vastava temperatuuriga. Lisaks saab Kondo efekti temperatuuri elektripaisu pingega muuta – omadus, mis metallidel puudub. Nad teoretiseerisid, et samasugused ebatavalised omadused grafeeni elektronides, mis käituvad justkui neil puuduks mass, põhjustab ka nende suurt vastastikmõju kindlate ebapuhtustega(näiteks “aukudega”), viies tugeva Kondo efekti tekkimiseni võrdlemisi kõrgel temperatuuril.
Fuhreri arvates saaks grafeeni “aukude” kindlal järjestamisel tekitada ferromagnetismi. ,,Üksikud magnetmomendid saaks seostada Kondo efektiga, sundides neid kõiki samas suunas asetuma,” selgitas ta.
,,Tulemuseks saadaks ferromagnet(nagu raud), mis koosneb ainult süsinikust. Grafeeni magnetismi abil saaks luua uusi nanoskaalas sensoreid, mis töötaksid magnetväljas(Loe artiklit grafeenis avastatud magnetismist). Samuti võiks see viia nn defektitöötluseni grafeenis – aatomite välja noppimine kindlatest kohtadest, saades nii soovitud magnetilised omadused,” sõnas Fuhrer.
Teadusartikkel: “Tunable Kondo effect in graphene with defects“