Вчені з ейндховенського технологічного університету та Редбаудского університету Неймеген вперше пояснили, чому звичайний графіт виявляє магнітні властивості при кімнатній температурі.
Результати дослідження виявляться корисними для нових нанотехнологічних розробок, таких як сенсори і детектори. Певна різновид графіту може стати багатообіцяючим кандидатом на матеріал для біодатчіков.
Графіт це не тільки друкарська основа олівців, а й відомий мастильний матеріал. Представляє з себе шаруватий складу зі слабким міжшарових взаємодією між окремими вуглецевими (графеновимі) шарами.
Повною несподіванкою стало звістка, що графіт феромагнітний матеріал. Вчені Джірі Червйонка і Кііс Фліпс (Ейндховенський технологічний університет), а також Михайло Кацнельсон (Редбаудскій університет Неймеген) продемонстрували очевидність феромагнітного стану графіту і пояснили його механізм.
У графіті впорядковані області вуглецю розділяються межами шириною 2 міллімікрона. Електрони в дефектних областях (пофарбовані жовтим на малюнку 1) ведуть себе інакше, ніж у впорядкованих (пофарбовані синім), виявляючи властивості, схожі з властивостями таких феромагнітних матеріалів як залізо і кобальт.
Вчені з'ясували, що прикордонні області окремих вуглецевих шарів притягуються, формуючи двомірні мережі (рисунок 2). Область зчеплення і пояснює постійні магнітні властивості графіту. Вчені також демонструють експериментальні дані для виключення магнітних домішок в якості джерел феромагнетизму, тим самим сигналізуючи про завершення більш ніж десятирічних дебатів.
Дивно, але матеріал, що містить тільки атоми вуглецю, може бути слабким феромагнетиком. Це відкриває нові можливості для використання спінтроніки в вуглецевих матеріалах. Спини можуть подорожувати на довгі відстані без зміни орієнтації спина.
Вуглець є біосумісних матеріалів, і тому досліджувані магнітні властивості є найбільш багатообіцяючими для розробки біодатчіков.