石墨烯具有優異的力學和電子性能,但是沒有磁性。要想使石墨烯具有磁性,最簡單的辦法就是改變其電子結構,產生為未配對的電子。
將單獨的氫原子吸附在石墨烯表面,可形成氫化石墨烯。氫化石墨烯被預測具有更寬的能隙并表現出磁性。以上操作必須在非常精確控制的條件下進行,而石墨烯的化學穩定性使得這種氫化過程難以控制。
有鑒于此,Gonzales-Herrero等人成功在石墨烯表面沉積單個氫原子,使得石墨烯產生磁矩,并可以在較長距離上維持鐵磁性。
研究人員認為,通過STM對氫原子進行原子精度的操控,極有可能實現對所選擇石墨烯區域的磁性調控。如果這些方法能夠擴展到工業上,將使得信息存儲密度大得無法想象!
圖1. 賦予石墨烯磁性示意圖
圖2. 摻雜石墨烯上的H原子引起的自旋-極化電子態的空間拓展
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