15 июля 2022, 22:00

Наноструктуры из муаровых алмазов помогут создать управляемые спинтронные устройства

Материаловедение
Нанотехнологии
Спинтроника
Наноструктуры из муаровых алмазов помогут создать управляемые спинтронные устройства

Углеродные наноструктуры до сих пор не теряют своей популярности. Чаще всего их основой становится графен — монослой атомов углерода в виде сот. Он обладает высокой проводимостью и теплопроводностью, прочен и гидрофобен. Разнообразные модификации могут кардинально изменить его свойства, например, если присоединить к каждому атому углерода с одной или другой стороны от исходного монослоя один атом водорода (пассивировать графен), то получится диэлектрический графан.

В 2009 году была предсказана еще одна структура, диаман. Она представляет собой двухслойный графен с адсорбированными на внешней поверхности атомами водорода, то есть некий гибрид графана и биграфена. Расположение атомов углерода в диамане такое же, как в алмазе, поэтому его можно рассматривать как муаровый монослойный алмаз. Этот материал теоретически устойчивее графана, жестче его (и графена), хотя и более хрупкий.

Первые экспериментальные работы, продемонстрировавшие возможность существования диаманов, появились только в 2018-2019 годах, и их синтез довольно проблематичный. Гораздо проще получить диаманоподобный диамон (двухслойный графен с ковалентными межслоевыми связями и только одним пассивированным слоем).

В своей новой работе ученые Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля (Москва) описали результаты исследования термодинамической стабильности диамонов, полученных путем соединения двух слоев графена, повернутых друг относительно друга на углы 21,8° и 27,8°. Было показано, что наличие оборванных связей в нижнем слое диамонов приводит к появлению спиновой поляризации, которой можно управлять путем изменения угла поворота между слоями. Такая особенность делает диамоны перспективными для применения в области управляемых электронных и спинтронных устройств, таких как спиновые токовые переключатели.

Полученные результаты можно рассматривать как первый шаг в изучении фундаментального эффекта в сочетании с инженерией спиновой плотности, что, несомненно, требует дальнейшего глубокого рассмотрения.

Источник:  ИБХФ РАН

Публикации из новости

Moiré Diamones: New Diamond-like Films of Semifunctionalized Twisted Graphene Layers
Chernozatonskii L.A., Demin V.A., Kvashnin D.G.
Q1 Journal of Physical Chemistry Letters 2022 цитирований: 0