Гейм и Новоселов намагнитили графен

Лауреаты Нобелевской премии по физике Андрей Гейм и Константин Новоселов открыли необычные свойства графена в магнитном поле, которые можно использовать в электронных устройствах. О проведенном эксперименте Гейм рассказал корреспонденту Infox.ru.

Команда ученых из Университета Манчестера под руководством Андрея Гейма и Константина Новоселова обнаружила новые удивительные свойства графена – слоя атомов углерода толщиной в один атом, связанных в гексагональную структуру. За получение и изучение этого уникального вещества их удостоили Нобелевской премии по физике в 2010 году. Опыты показали, что магнитное поле воздействует на электрический ток, текущий по графену, совершенно не так, как в обычных веществах. О результатах и перспективах работы Андрей Гейм рассказал в интервью Infox.ru.

Открытый феномен потенциально может произвести прорыв в спинтронике – науке, изучающей перенос спинов электронов в твердых телах. «Спинтроника уже используется в промышленности, в накопителях памяти. В каждом компьютерном жестком диске существует работающий на гигантском магнитосопротивлении датчик, который считывает магнитное состояние поверхности диска», -- пояснил ученый. «В нашей статье мы показали, что для считывания информации можно использовать так называемое зеемановское взаимодействие, когда в магнитном поле спины пытаются повернуться вдоль направления поля. Эффект исключительно маленький во всех материалах, кроме графена. Если хотите, это аналог спин-орбитального взаимодействия для использования в спинтронике», -- сказал Гейм.

В своем опыте ученые сделали из графена длинную полоску с несколькими контактами на обоих концах, размером один микрон в ширину и около десяти микронов в длину, и пустили электрический ток поперек полоски так, что входной и выходной контакт находились на одном из ее концов. В обычном проводнике такой конфигурации на другом конце полоски тока быть не должно – он ограничен только областью вблизи электродов. В отсутствие магнитного поля так же вел себя и графен. Однако в магнитном поле неожиданно появилось заметное напряжение между контактами на другом конце полоски. «Сигнал (потенциал) появляется на таких расстояниях, где его не должно быть», -- пояснил ученый. Оказалось, что даже после выключения тока вдали от электродов на некоторое время остается намагниченность. «Сколько долей секунды она будет существовать, я не знаю. Теоретически это могут быть большие доли секунды, но мы это не измеряли», -- сказал Гейм.

Графеновый магнит

Открытое явление можно использовать в новых электронных устройствах. «Если эта намагниченность живет доли секунды, то для высокочастотных цепей, где все разворачивается на наносекундах, это огромное время. С этим магнетизмом можно многое сделать», -- считает он. Первые шаги в этом направлении ученые уже сделали: ранее о существовании необычных магнитных свойств графена никто не подозревал.

По мнению нобелевского лауреата, до промышленного применения открытого явления может пройти не один год.

Рассказал Гейм и о команде ученых, работавших с ним и Новоселовым над этой проблемой (Из 11 авторов 8 – выходцы из СНГ). «Да, тут на этаже у нас половина русских, украинцев и сибиряков. В некотором смысле людей набираешь по образованию, поэтому мы хорошую команду собрали. Левитов – большой серьезный профессор из MIT, большинство учились в Физтехе и МГУ», -- добавил Гейм.

Работа ученых опубликована в журнале Science.