石墨烯原子磁化狀態或可“私人訂制”
- 發佈時間：2014-11-06 01:30:46 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 石墨烯上原子的磁化狀態，原來悄悄被石墨烯所生長的金屬基底材料“操控”著。據物理學家組織網11月4日（北京時間）報道，來自瑞士、德國和美國研究人員組成的研究團隊揭開了兩者間的這一聯繫，認為這一發現可以應用在未來的計算裝置上，該論文已經發表于《物理評論快報》。
石墨烯是目前已知的最薄的一種材料，單層石墨烯只有一個碳原子的厚度。目前石墨烯的製備方法有很多種，但是其必須在特殊的基底上生長才能實現大規模批量製備，比如具有催化活性的金屬基底如銅、鎳等。
在研究吸附於單層石墨烯上的鈷原子時，研究人員注意到其産生了面內磁化；但是，當石墨烯生長于釕基底上，鈷原子的磁化效應又搖身一變，成為面外磁化。經過多次實驗，研究人員認為，通常來説，石墨烯上原子的磁化狀態會受到所用初始金屬基底材料類型的影響。這一發現意味著磁化過程可以“私人訂制”，為基於原子自旋狀態而製備的自旋電子器件材料帶來了新可能。
更進一步，研究人員還發現碳原子與基底材料之間相互吸引力的強弱也取決於基底材料的金屬種類。比如説，如果用釕做基底，可觀察到強吸引力；但如果基底換成銥或鉑，則表現出極其微弱的吸引力。研究人員解釋説，這是因為所使用的金屬材料不同，碳原子和金屬原子之間的距離遠近也不同；反過來，這也意味著碳原子和金屬基底兩者之間的電子轉移同樣會受到影響，最終不同類型的石墨烯片層得以産生。
還待解決的問題，是這種磁化狀態能持續多久。如果這種磁化狀態可以穩定持續下去，再加上它能“私人訂制”，那麼這類原子具有被製成電子存儲媒介的潛力，每一單個原子能夠用來存儲一比特數據（當前的硬碟設備大概需要100萬個原子來存儲一比特數據）。甚至，它們還能夠用來代表一個量子比特，這是量子計算中的量子資訊單位。因為這一應用前景，研究團隊下一步將著眼于尋找哪種原子能夠將磁化狀態保持更長時間。（張蓋倫）
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