Стабильный ферромагнитный графен, применение которого позволит сделать важный шаг в развитии спинтроники, синтезировала и исследовала команда ученых из Красноярска, Новосибирска, Санкт-Петербурга и Москвы, 21 ноября сообщает пресс-служба Красноярского научного центра (КНЦ) СО РАН.

Ученые получили материал с уникальными ферромагнитными свойствами, внедрив атомы магнитных металлов — кобальта (Co) и железа (Fe), в графен, выращенный на подложке из карбида кремния.

Новый материал сохраняет эти свойства при комнатной температуре, что позволяет использовать его для создания устройств спинтроники — перспективной области электроники, использующей, не только заряд электрона, но и его спин для получения, обработки и передачи информации.

Результаты исследования нового материала ученые представили в статье «Ферромагнетизм при комнатной температуре в системе графен/SiC (0001), интеркалированной Fe и Co», опубликованной в журнале Physica status Solidi — Rapid Research Letters.

В исследовательскую команду вошли ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Сибирского федерального университета, Национального исследовательского центра «Курчатовский Институт», Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН и Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН.

Графен, двухмерный углеродный материал, за открытие и исследование которого несколько ученых получили Нобелевскую премию, обладает такими уникальными свойствами, как высокая прочность, легкость, хорошая электропроводность.

Ферромагнитный графен, кроме того, способен сохранять намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля, что позволяет использовать его для хранения большего объема информации на меньшей площади, то есть изготавливать более миниатюрные и быстрые электронные устройства.

Новый ферромагнитный графен выращивали на подложке из карбида кремния, используя метод термического разложения. После чего внедрили (интеркалировали) в графен атомы магнитных металлов — железа и кобальта.

Исследование нового композита показало, что он сохраняет намагниченность при комнатной температуре, не требуя дополнительного охлаждения для сохранения своего состояния.

Заведующий лабораторией радиоспектроскопии и спиновой электроники Института физики им. Киренского СО РАН, кандидат физико-математических наук Антон Тарасов рассказал о полученном материале:

«Мы показали, что графен на подложках из карбида кремния с добавлением магнитных металлов может проявлять ферромагнитные свойства при комнатной температуре. Это открывает новые возможности для хранения, передачи и обработки информации, создания новых типов запоминающих устройств, процессоров и коммуникационных систем».

Результаты проведенного исследования будут востребованы при разработке устройств спинтроники и наноэлектроники на основе графена, но, кроме того, они уже внесли важный вклад в понимание фундаментальных физических процессов в магнитных графеновых системах, которые помогут в разработке более сложных, с уникальными физическими свойствами систем.