【如何控制在石墨烯上的磁性原子】

明道

【如何控制在石墨烯上的磁性原子】

飛機航行： 鈷原子在石墨烯上

躺在石墨烯表面的鈷原子的磁性質可以通過下石墨烯薄膜襯底的選擇控制。

這個意外的發現已由瑞士的物理學家和可有一天被用來創建密度極高的磁儲存體或甚至量子位 （量子比特) 的量子資訊處理和存儲。

石墨烯是一張紙的碳只有一個原子厚。

它具有獨特的電子和機械性質可以用來創建新的電子技術類型的數目。

這些措施包括自旋電子學，旨在使電路都更小，更快和更多能源效率比常規電子產品中的電子自旋磁矩的使用。

現在，哈拉爾德 · 布倫和高等理工學院主辦洛桑 （EPFL） 和瑞士燈源 （SLS），它在 Villigen 中的同事們已經發現可被用來創建基於石墨烯的自旋電子學器件的影響。

布倫解釋說"在石墨烯上的過渡金屬原子的磁性質，到目前為止，認為僅僅依靠自己，過渡金屬"。

"然而，在幾乎所有的實驗中，我們需要在其上生長石墨烯，基板和在新的工作中我們展示了這種基質大大影響磁特性的過渡金屬，發現自己在它的上面。"

平面混亂

在以往的工作，布倫和他的同事已經在白金的襯底的石墨烯表面上放置過渡金屬鈷的原子。

他們發現鈷原子有架飛機中 — — 那，指向平行于表面的石墨烯的磁化強度。然而，在這個最新的工作中他們發現石墨烯長大釕基底上而設，鈷磁矩點平面外。

他們還嘗試銥襯底，發現像鉑、 鈷的時刻在於面內。

承印物從而起到更加重要的作用，比以前思想和計算公式，直到現在認為石墨烯作為獨立，需要考慮到這一點，他說。

我們的結果亦顯示我們實際上可以定制磁特性的過渡金屬原子，根據他們躺在承印物。

石墨烯薄膜生長對釕、 銥基板上用化學氣相沉積。

石墨烯然後給出了用電子束蒸發鈷原子稀疏塗層。

極化 x 射線

在 3.5 K 使用 x 射線吸收光譜 （皂甙） 和 x 射線磁圓二色光譜 （XMCD） 技術的研究者對樣品進行他們的測量結果。

XMCD 措施使用圓極化 x 射線原子的磁特性。

布倫說："是否 x 兩極化，我們可以推斷是否鈷原子磁矩躺沿方向的傳入的 x 射線或對他們來說，垂直方向，我們也可以計算這個磁矩的大小"。

"應用一個外部磁場使我們可以確定多少欄位需要對齊被探測的單個鈷原子磁矩"。

研究小組發現了鈷的磁性質受到的石墨烯的碳原子與基體原子的粘結強度。

有很強的化學鍵之間的碳原子和釕，例如，則更弱弱范德華力相互作用與銥和鉑基底。

其結果是，石墨烯被拉扯而不是鉑和銥更接近釕基底。石墨烯與承印物之間的距離會影響石墨烯，反過來又影響到鈷原子。

簡單來說，我們可以想像在基礎的金屬表面將其電子的一部分轉移到石墨烯或反過來說，而這影響了石墨烯的電子性質。

反過來，這會影響磁性鈷原子。

會持續很久嗎？

如果在石墨烯上過渡金屬原子的磁態均要忍受長時間，它們可用於創建密度極高的資訊存放裝置。

雖然布倫指出，他們將不得不在極低的溫度下操作甚至可以把它們用作量子比特。

該小組表示它現在注重其標識單個原子或分子具有足夠持久磁狀態，以便此類應用程式確實有可能某一天。

布倫說："最終，我們可能能夠將一位資訊存儲在一個單一的過渡金屬原子的磁性狀態"。

"目前，磁性硬碟使用了每位 107原子"。

研究結果發表在物理評論快報.

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