อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่ทำให้ประโยชน์ของมันใน spintronics ซึ่งเป็นสาขาใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าในที่สุดสามารถเขียนกฎของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ได้ซึ่งนำไปสู่เซมิคอนดักเตอร์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ขณะนี้ทีมวิจัยระหว่างประเทศที่นำโดยมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลกำลังรายงานความก้าวหน้าที่สามารถช่วยเอาชนะอุปสรรคนี้ได้

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารPhysical Review Lettersในวันนี้นักวิจัยอธิบายว่าพวกเขาจับคู่แม่เหล็กกับกราฟีนอย่างไรและทำให้เกิดสิ่งที่พวกเขาอธิบายว่าเป็น "พื้นผิวแม่เหล็กเทียม" ในวัสดุมหัศจรรย์ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

"กราฟีนและสปินทรอนิกส์เป็นอิสระซึ่งกันและกันมีศักยภาพที่เหลือเชื่อในการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานหลาย ๆ ด้านของธุรกิจและสังคม แต่ถ้าคุณสามารถผสมผสานทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันผลของการทำงานร่วมกันก็น่าจะเป็นสิ่งที่โลกนี้ยังไม่เคยเห็น" ผู้เขียนนำ Nargess Arabchigavkani ผู้ทำการวิจัยในฐานะผู้สมัครระดับปริญญาเอกที่ UB และปัจจุบันเป็นผู้ร่วมวิจัยหลังปริญญาเอกที่ SUNY Polytechnic Institute

ผู้เขียนเพิ่มเติมเป็นตัวแทนของ UB, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบังในประเทศไทย, มหาวิทยาลัยชิบะในญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน, มหาวิทยาลัยเนแบรสกาโอมาฮา, มหาวิทยาลัยเนแบรสกาลินคอล์นและมหาวิทยาลัยอุปซอลาในสวีเดน

สำหรับการทดลองของพวกเขานักวิจัยได้วางแม่เหล็กที่มีความหนา 20 นาโนเมตรสัมผัสโดยตรงกับแผ่นกราฟีนซึ่งเป็นอะตอมของคาร์บอนชั้นเดียวที่จัดเรียงในตาข่ายรังผึ้งสองมิติที่มีความหนาน้อยกว่า 1 นาโนเมตร

"เพื่อให้คุณเข้าใจถึงความแตกต่างของขนาดมันก็เหมือนกับการวางอิฐลงบนแผ่นกระดาษ" โจนาธานเบิร์ดนักเขียนอาวุโสของการศึกษากล่าวศาสตราจารย์และประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าจากคณะวิศวกรรมศาสตร์และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ของ UB กล่าว .

จากนั้นนักวิจัยได้วางอิเล็กโทรดแปดอิเล็กโทรดไว้ในจุดต่างๆรอบ ๆ กราฟีนและแม่เหล็กเพื่อวัดค่าการนำไฟฟ้า

อิเล็กโทรดเผยให้เห็นความประหลาดใจ - แม่เหล็กทำให้เกิดพื้นผิวแม่เหล็กเทียมในกราฟีนซึ่งยังคงอยู่แม้ในพื้นที่ของกราฟีนที่อยู่ห่างจากแม่เหล็ก กล่าวง่ายๆว่าการสัมผัสใกล้ชิดระหว่างวัตถุทั้งสองทำให้คาร์บอนที่ไม่ใช่แม่เหล็กปกติทำงานแตกต่างกันโดยมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กคล้ายกับวัสดุแม่เหล็กทั่วไปเช่นเหล็กหรือโคบอลต์

ยิ่งไปกว่านั้นพบว่าคุณสมบัติเหล่านี้สามารถครอบงำคุณสมบัติตามธรรมชาติของกราฟีนได้อย่างสมบูรณ์แม้ว่าจะมองออกไปหลายไมครอนจากจุดสัมผัสของกราฟีนและแม่เหล็กก็ตาม ระยะทางนี้ (ไมครอนเป็นหนึ่งในล้านของเมตร) ในขณะที่มีขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อถือเป็นการพูดด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่ค่อนข้างใหญ่

การค้นพบนี้ทำให้เกิดคำถามที่สำคัญเกี่ยวกับต้นกำเนิดด้วยกล้องจุลทรรศน์ของพื้นผิวแม่เหล็กในกราฟีน

ที่สำคัญที่สุดคือ Bird กล่าวว่าเป็นขอบเขตที่พฤติกรรมแม่เหล็กที่เหนี่ยวนำเกิดขึ้นจากอิทธิพลของการหมุนโพลาไรซ์และ / หรือการมีเพศสัมพันธ์แบบวงโคจรหมุนซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ทราบกันดีว่ามีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุและเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ของ สปินทรอนิกส์

แทนที่จะใช้ประจุไฟฟ้าที่บรรทุกโดยอิเล็กตรอน (เช่นเดียวกับในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม) อุปกรณ์ spintronic พยายามใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางควอนตัมเฉพาะของอิเล็กตรอนที่เรียกว่าสปิน (ซึ่งคล้ายคลึงกับโลกที่หมุนด้วยแกนของมันเอง) Spin นำเสนอศักยภาพในการบรรจุข้อมูลลงในอุปกรณ์ขนาดเล็กซึ่งจะช่วยเพิ่มพลังของเซมิคอนดักเตอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลอื่น ๆ

งานนี้ได้รับการสนับสนุนเงินทุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา การสนับสนุนเพิ่มเติมมาจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา nCORE ซึ่งเป็น บริษัท ในเครือของ Semiconductor Research Corporation สภาวิจัยแห่งสวีเดน และสมาคมส่งเสริมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศญี่ปุ่น