• РЕГИСТРАЦИЯ
Aleksei Smorchkov
13 февраля 15:40 424 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
    arguendi Сегодня 12:33 4059 56.33

    Единственно правильное отношение русских к украинцам и украинскому вопросу

    Никакой дружбы. Никакого братства. Ничего общего с иудами. Никогда. ...
    Павел Шипилин Сегодня 12:02 1536 14.80

    Импортозамещение кадров

    58 процентов иностранных специалистов планируют остаться в России или надолго, или на всю жизнь. Наши, наоборот, постепенно возвращаются из-за рубежа. Американский журналист и публицист Роберт Бридж давно работает в Москве. Он сказал много теплых слов о России и русских. Скриншот ролика RT: мнения экспатов из разных стран. После кризиса 2008 года...
    ANovoross Сегодня 11:59 2263 16.77

    Полигон интеграции: ОПК России строит свой крымский мост

    Оказавшийся к весне 2014-го в полном запустении оборонно-промышленный комплекс Крыма постепенно восстанавливается, реинтегрируясь в российский ОПК. К началу 2018 года среднегодовые темпы роста выпуска ПВН предприятиями полуострова достигают минимум пяти процентов против отрицательных показателей украинского периода. Фактически речь идет о подъеме сектора с нуля. ...
    ПРОМО
    Omega-Technologies Вчера 12:54 5564 28.35

    Капитаны на выход!

    Развитие любой среды наблюдается в первую очередь в виде процессов обновления ее ключевых субъектов. При этом процессы обновления могут протекать в двух формах. В первой форме обновление осуществляться медленно и в минимальных масштабах. Во второй форме обновление происходит стремительно и массово – выглядит результатом действия взрывной волны. Так как обновление сост...
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика