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Reciclaje de grafeno

25 de febrero de 2021

(Noticias de Nanwerk) Grafeno Robusto, ligero e increíblemente conductor: la lista de sus propiedades superiores continúa.

Sin embargo, ¿no es magnético? Es una falla que ha detenido su utilidad en la electrónica de rayos X, un campo emergente que, según los científicos, puede eventualmente reescribir las reglas de la electrónica, aumentando la fuerza de los semiconductores, computadoras y otros dispositivos.

Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Buffalo informa sobre avances que podrían ayudar a superar este obstáculo.

En un estudio publicado en la revista Cartas de revisión física (“Firmas mesoscópicas distantes del tejido magnético inducido en grafeno”), Los investigadores describen cómo emparejaron imanes con grafeno e indujeron lo que describen como “tejido magnético sintético”. En el material maravilloso no magnético. Ocho electrodos alrededor de un imán de 20 nm (rectángulo blanco) y grafeno (línea punteada blanca) La imagen muestra ocho electrodos alrededor de un imán de 20 nm de espesor (rectángulo blanco) y grafeno (línea de puntos blancos). (Imagen: Universidad de Buffalo)

?? Independientemente el uno del otro, tanto el grafeno como la electrónica de fondo tienen un potencial increíble para cambiar fundamentalmente muchos aspectos de los negocios y la sociedad. Pero si puedes mezclar los dos, entonces los efectos sinérgicos son probablemente algo que este mundo aún no ha visto, ?? Dice el autor principal Nargis Arabshijavkani, quien realizó la investigación como candidato a doctorado en la Universidad de Buffalo y ahora es investigador postdoctoral en el Instituto Politécnico de la Universidad Estatal de Nueva York.

Autores adicionales representan a la UB, el Instituto de Tecnología King Mongkut Ladkrabang en Tailandia, la Universidad de Chiba en Japón, la Universidad de Ciencia y Tecnología en China, la Universidad de Nebraska Omaha, la Universidad de Nebraska-Lincoln y la Universidad de Uppsala en Suecia.

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Para sus experimentos, los investigadores colocaron un imán de 20 nanómetros de espesor en contacto directo con una placa de grafeno, una única capa de átomos de carbono dispuestos en una red bidimensional de panal de no más de un nanómetro de espesor.

? Para que os hagáis una idea de la diferencia de tamaño, es un poco como poner un ladrillo en una hoja, ?? El autor principal del estudio dice Jonathan Beard, Ph.D., profesor y presidente del departamento de ingeniería eléctrica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UB.

Luego, los investigadores colocaron ocho electrodos en diferentes lugares alrededor del grafeno y los imanes para medir su conductividad.

Los polacos revelaron una sorpresa ?? Los imanes crearon un tejido magnético artificial en grafeno que persistió incluso en regiones de grafeno alejadas del imán. En pocas palabras, el contacto íntimo entre los dos cuerpos hizo que el carbono natural no magnético se comportara de manera diferente, exhibiendo propiedades magnéticas similares a los materiales magnéticos comunes como el hierro o el cobalto.

Además, se ha descubierto que estas propiedades pueden superar por completo las propiedades naturales del grafeno, incluso cuando se mira a varias micras del punto de contacto entre el grafeno y el imán. Esta distancia (una micra es una millonésima parte de un metro), aunque increíblemente pequeña, es relativamente grande microscópicamente.

Los resultados plantean preguntas importantes sobre los microorígenes del tejido magnético en el grafeno.

Lo más importante, dice Beard, es la medida en que el comportamiento magnético inducido surge del efecto de la polarización de espín y / o el acoplamiento espín-órbita, fenómenos que se sabe están estrechamente relacionados con las propiedades magnéticas de los materiales y con la tecnología emergente de la espintrónica.

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En lugar de utilizar la carga eléctrica transportada por los electrones (como en la electrónica convencional), los dispositivos electrónicos de rayos X buscan explotar la propiedad cuántica única del electrón conocida como espín (que es análoga a la rotación de la Tierra alrededor de su eje). Spin ofrece la capacidad de agregar más datos en dispositivos más pequeños, lo que aumenta la potencia de semiconductores, computadoras cuánticas, dispositivos de almacenamiento masivo y otros dispositivos electrónicos digitales.