Петербургские исследователи совместно с коллегами из Томского университета, а также немецкими и испанскими учеными впервые в мире модифицировали графен и наделили его свойствами кобальта и золота - магнетизмом и спин-орбитальным взаимодействием, сообщает пресс-служба СПбГУ.
Результаты исследования опубликованы в журнале Американского химического сообщества Nano Letters. По заявлению ученых, эта разработка поможет усовершенствовать квантовые компьютеры.
Графен - самый легкий и прочный из всех существующих сегодня материалов, который обладает высокой электропроводностью. При взаимодействии с кобальтом и золотом графен не только сохраняет свои уникальные характеристики, но частично перенимает их свойства.
На этом и строится создание новой системы, разработанной в лаборатории электронной и спиновой структуры наносистем под руководством доктора физико-математических наук Евгения Чулкова и лаборатории физической электроники под руководством доктора физико-математических наук Александра Шикина.
- Спин электрона можно представить как "магнит", возникающий вследствие вращения электрона вокруг своей оси, - объяснил Александр Шикин. - При этом электрон вращается еще и вокруг ядра, что создает круговой ток, а значит, и магнитное поле. Таким образом, между этим "магнитом" и магнитным полем происходит взаимодействие, которое называется спин-орбитальным. Собственное спин-орбитальное взаимодействие графена пренебрежимо мало, а у золота оно крайне велико, поэтому взаимодействие золота с графеном приводит к появлению спин-орбитального взаимодействия у последнего.
- Подготовка научной статьи продолжалась около трех лет, - отмечает ее первый автор, кандидат физико-математических наук Артем Рыбкин. - Ученые синтезировали качественно новую систему, состоящую из строго упорядоченного графена на магнитной подложке кобальта с ультратонким слоем атомов золота между ними, а затем в деталях изучили новые свойства данной системы.
Руководитель проекта "Спинтроника" Российского квантового центра Анатолий Звездин высоко оценил это исследование:
- Сейчас во всем мире идут активные исследования в новой области наноэлектроники, которая получила название спин-орбитроника. В этом контексте достижение ученых из СПбГУ замечательно - оно открывает реальные перспективы использования уникальных свойств графена в спин-орбитронных устройствах нового поколения.