За последние годы исследования графена и его свойств продвигаются вперед достаточно большими темпами. Около двух лет назад группе испанских исследователей удалось придать графену магнитные свойства, другие же группы ученых преуспели в получении графена, обладающего еще более уникальными электрическими, полупроводниковыми и оптическими свойствами. А недавно ученые из Научно-исследовательской лаборатории ВМФ США (U.S. Naval Research Laboratory, NRL), проводя исследования магнетизма графена, разработали технологию, позволяющую использовать этот материал в качестве носителя информации в устройствах хранения данных, показатель плотности хранения в которых в миллионы раз может превышать аналогичный показатель у современных жестких дисков.
В предыдущих экспериментах по намагничиванию графена в его кристаллическую решетку вводились искусственные дефекты или некоторые из атомов углерода заменялись атомами других химических элементов. Исследователи из NRL разработали совершенно новый способ намагничивания графена, который прост и достаточно технологичен. С его помощью можно весьма просто производить листы магнитного материала большой площади.
Графен
Процесс получения магнитного графена начинается с осаждения слоя графеновой пленки на кремниевую подложку. Получившаяся двухслойная структура помещается в жидкий аммиак, охлажденный до криогенной температуры, в котором содержится небольшое количество одного из соединений лития. В результате происходящих процессов кремниевая подложка насыщается водородом, что придает материалу в целом магнитные свойства.
Но самым интересным является то, что магнетизм материала очень и очень равномерно распределяется по всей его площади. “Мы были крайне удивлены тем, гидрогенизированный графен, полученный нашим способом, имеет очень равномерное распределение магнитных свойств по его поверхности” – рассказывает доктор Пол Шиан (Dr. Paul Sheehan) из Отдела химии лаборатории NRL, – “Материал абсолютно не имеет магнитных доменов с четко определенными границами”.
Второй частью разработанной технологии является то, что при помощи электронного луча можно без труда удалить атомы водорода из материала в определенных местах. Такой способ позволяет сделать некоторые области материала немагнитными, оставив магнитным весь остальной материал. Кроме этого, такой метод позволяет быстро и качественно скопировать магнитную структуру одного материала и с высокой точностью перенести ее на лист другого, пока еще чистого материала.
“Массовое копирование или запись магнитной информации на новый материал возможны при помощи существующих установок электронно-лучевой литографии” – рассказывает доктор Ву-Кюнг Ли, – “И это указывает на то, что разработанная нами технология полностью совместима с современными технологиями производства полупроводниковых и других электронных приборов”.
Исследователи из лаборатории NRL еще пока не готовы утверждать, что созданный ими магнитный графен может стать основой носителей данных следующих поколений. Они признают, что для этого им придется проделать немало работы и провести целый ряд экспериментов, нацеленных на выяснение надежности нового метода записи информации, его долговечности и максимального времени, в течение которого графен будет сохранять свои магнитные качества.