(Phys.org) — Il materiale meraviglioso del grafene può essere reso magnetico e il suo magnetismo può essere attivato e disattivato premendo un pulsante, aprendo una nuova strada verso l'elettronica a bassissimo consumo energetico.

In un rapporto pubblicato su Comunicazioni sulla natura , un team dell'Università di Manchester guidato dalla dottoressa Irina Grigorieva mostra come creare momenti magnetici elementari nel grafene e poi accenderli e spegnerli.

Questa è la prima volta che il magnetismo stesso viene attivato, invece di invertire la direzione di magnetizzazione.

La società moderna è inimmaginabile senza l'uso di materiali magnetici. Sono diventati parte integrante dei gadget elettronici in cui dispositivi inclusi dischi rigidi, chip di memoria e sensori utilizzano componenti magnetici in miniatura. Ciascun micro-magnete consente di memorizzare un po' di informazioni ('0' o '1') come due direzioni di magnetizzazione ('nord' e 'sud'). Questa area dell'elettronica è chiamata spintronica.

Nonostante gli enormi progressi, una grande delusione della spintronica è stata finora la sua incapacità di fornire dispositivi attivi, in cui la commutazione tra le direzioni nord e sud avviene in modo simile a quello utilizzato nei moderni transistor. Questa situazione potrebbe cambiare drasticamente a causa dell'ultima scoperta.

Il grafene è un filo di pollo fatto di atomi di carbonio. È possibile rimuovere alcuni di questi atomi che si traducono in fori microscopici chiamati posti vacanti. Gli scienziati di Manchester hanno dimostrato che gli elettroni si condensano attorno a questi fori in piccole nuvole elettroniche, e ciascuno di essi si comporta come un magnete microscopico che trasporta un'unità di magnetismo, rotazione.

La dott.ssa Grigorieva e il suo team hanno dimostrato che le nuvole magnetiche possono essere dissipate in modo controllato e poi condensate.

Spiega:"Questa svolta ci consente di lavorare verso dispositivi simili a transistor in cui le informazioni vengono scritte commutando il grafene tra i suoi stati magnetico e non magnetico. Questi stati possono essere letti in modo convenzionale spingendo una corrente elettrica attraverso o, anche meglio, utilizzando un flusso di spin. Tali transistor sono stati il ​​Santo Graal della spintronica".

Dottor Rahul Nair, che ha guidato lo sforzo sperimentale, commenta "In precedenza, si potrebbe solo cambiare la direzione in cui un magnete è magnetizzato da nord a sud. Ora possiamo attivare e disattivare completamente il magnetismo.

"Il grafene attira già interesse in termini di applicazioni di spintronica, e spero che l'ultima scoperta ne faccia un capofila".

Il premio Nobel e coautore dell'articolo, il professor Andre Geim, ha aggiunto:"Mi chiedo quante altre sorprese abbia in serbo il grafene. Questo è venuto fuori dal nulla. Dobbiamo aspettare e vedere per qualche anno, ma il magnetismo commutabile potrebbe portare a un impatto che supera le aspettative più ottimistiche."

Professor Antonio Castro Neto, Direttore del Graphene Research Center di Singapore e coautore del rapporto, ha dichiarato:"Questo lavoro apre le porte a nuovi dispositivi magnetici che sono atomicamente sottili e possono essere facilmente controllati dall'esterno con l'applicazione di normali campi elettrici. Questi nuovi dispositivi possono essere incorporati in circuiti elettronici al fine di creare funzionalità per il controllo del magnetismo e della carica che prima non esisteva. Unificano le memorie magnetiche con i circuiti elettrici. È una vera svolta."