• РЕГИСТРАЦИЯ
Aleksei Smorchkov
13 февраля 15:40 422 5 13.05

Ученые СПбГУ наделили графен свойствами «магнитного золота»

Исследователи Санкт-Петербургского университета совместно с коллегами из Томского университета, а также немецкими и испанскими учеными впервые в мире модифицировали графен и наделили его свойствами кобальта и золота — магнетизмом и спин-орбитальным взаимодействием. Разработка поможет усовершенствовать квантовые компьютеры.

Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале Американского химического сообщества Nano Letters.

Графен — самый легкий и прочный из всех существующих сегодня материалов, который к тому же обладает высокой электропроводностью. При взаимодействии с кобальтом и золотом графен не только сохраняет свои уникальные характеристики, но и частично перенимает свойства этих металлов — магнетизм и спин-орбитальное взаимодействие. Уникальную модификацию графена с новыми фундаментальными свойствами впервые реализовали исследователи из лаборатории электронной и спиновой структуры наносистем СПбГУ под руководством доктора физико-математических наук Евгения Владимировича Чулкова и из лаборатории физической электроники СПбГУ под руководством доктора физико-математических наук Александра Михайловича Шикина.

«Классически спин электрона можно представить как "магнит", возникающий вследствие вращения электрона вокруг своей оси, — объяснил Александр Михайлович Шикин. — При этом электрон вращается еще и вокруг ядра, что создает круговой ток, а значит, и магнитное поле. Таким образом, между этим "магнитом" и магнитным полем происходит взаимодействие, которое называется спин-орбитальным. Собственное спин-орбитальное взаимодействие графена пренебрежимо мало, а у золота оно крайне велико, поэтому взаимодействие золота с графеном приводит к появлению спин-орбитального взаимодействия у последнего, равно как и взаимодействие кобальта с графеном намагничивает его».

Как отметил первый автор статьи, директор ресурсного центра «Физические методы исследования поверхности» Научного парка СПбГУ кандидат физико-математических наук Артем Геннадьевич Рыбкин, исследования и подготовка статьи продолжались около трех лет. Ученые синтезировали качественно новую систему, состоящую из строго упорядоченного графена на магнитной подложке кобальта с ультратонким слоем атомов золота между ними, а затем в деталях изучили новые свойства данной системы.

«Основная часть экспериментальных работ проводилась на уникальной научной установке "Нанолаб", — отметил Артем Геннадьевич Рыбкин. — Таким образом, мы подтвердили, что на нашем оборудовании можно провести все стадии исследования — от синтеза системы до проверки ее характеристик».

После выхода статьи работа не остановится: мы планируем продолжить исследования графена для использования его в спинтронике — разделе квантовой электроники, основанном на использовании не только заряда электрона, но и другой его характеристики — спина.

Руководитель проекта «Спинтроника» Российского квантового центра Анатолий Константинович Звездин высоко оценил исследование университетских ученых: «Сейчас во всем мире идут активные фундаментальные и прикладные исследования в новой области наноэлектроники, которая получила название спин-орбитроника. Предлагаются новые элементы памяти, логические элементы, нейроморфные устройства, в которых управление осуществляется так называемыми чистыми спиновыми токами, то есть токами, в которых поток спинов через элемент не сопровождается переносом электрического заряда. В этом контексте достижение ученых из СПбГУ трудно переоценить — оно открывает реальные перспективы использования уникальных свойств графена в спин-орбитронных устройствах нового поколения, что позволит радикально повысить энергоэффективность и быстродействие элементной базы».

По словам Артема Геннадьевича Рыбкина, одной из областей применения полученного магнитно-спин-орбитального графена может стать квантовый компьютер. Сейчас элементы информации (кубиты) для квантовых вычислений делают в основном на холодных атомах или сверхпроводящих переходах. Основной проблемой прототипов квантовых компьютеров остается скорость: кубиты не успевают сделать нужное количество операций и сохранить результат вычислений из-за взаимодействия с внешней средой. Одним из решений этой проблемы может стать изготовление кубитов на новых «квантовых» материалах — например, на основе магнитно-спин-орбитального графена.

Помимо ученых из Петербургского и Томского государственных университетов, в исследовании приняли участие зарубежные специалисты-теоретики из Института Макса Планка (Германия) и Университета Страны Басков (Испания).

https://vk.com/@minobrnauki-uc...

Наш девиз - Нам есть чем гордиться!

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    ДРУГИЕ СТАТЬИ
    Павел Шипилин Сегодня 10:34 5208 67.19

    Балтийских тигров недокармливают

    Порт Усть-Луга из года в год наращивает грузооборот Порт Усть-Луга. Слева от порта Индустриальный парк, вверху Свято-Троицкий (Морской) собор, правее собора — строящийся город. Фото с официального сайта компании «Усть-Луга». В то время как латвийские порты с тоской подсчитывают убытки, российские, наоборот, н...
    Rediska Сегодня 10:33 1501 1.00

    Новости американской империи

    1) Глава МИД ФРГ Зигмар Габриэль заявил, что никто не должен пытаться расколоть ЕС - ни Россия, ни Китай, ни США https://ria.ru/world/20180217/1514835385.html  Ну зачем США-то Евросоюз раскалывать? :-) Евросоюз - это сворка, к которой пристегнуты европейские шавки и с помощью которой американскому хозяину удобно управлять ими всеми разом, не опускаясь д...
    Colonel Cassad Сегодня 10:32 2901 10.34

    Коллекционер марок

    О человевке высочайшей нравственности и его хобби. Слушания по делу бывшего советского диссидента, обвиняемого в загрузке детской порнографии, было отложено на неопределенный срок из-за его слабого здоровья. Владимир Буковский, 75 лет, который был, в своё время, самым известным узником совести коммунистической России, должен был предстать перед кембриджским Ко...
    ПРОМО
    Филипп Богачев
    Вчера 23:28 6452 26.47

    Как одна маленькая птичка может сильно поднасрать

    «- Саша, для деревенского ролика нужен дед, коза, завалинка… Игорь Владимирович приобнимет деда и скажет что-то типа:— Не горюй, Иван Митрофанович, поднимем село. Ладно?— Ага, а обязательно, чтоб деда звали Иван Митрофанович?— Саша, да.— А козу — Зойка. Здесь мелочей не бывает»Это была цитата из одного очень известного фильма, который вы, конечно, знаете. А у меня для...
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика