Hidrogeno eta grafenozko iman atomikoak

Grafenoak, karbono-atomoz osatutako atomo bateko lodierako xaflak, ezaugarri asko ditu, baina ez du propietate magnetikorik. Eta hidrogeno-atomoak, bestalde, momentu magnetiko txikiena du. Momentu magnetikoak adierazten du zenbat indar izango duen eta zer norabidetan egingo duen indarra iman batek. “Beste era batera esanda, guztiok dugu gogoan nola jokatzen duten imanek, eta nola imanak gai diren distantzia jakin batera dagoen beste iman bat erakartzeko edo aldentzeko; haien potentziaren arabera, gehiago edo gutxiago. Beraz, portaera hori benetan definitzen duena da iman parearen momentu magnetikoa. Indarra azaltzen ari dela sentitzen hasten gara imanen momentu magnetikoen hedapen espazialak eragiten duelako, eta, bestalde, indarra erakarpenekoa edo aldarapenekoa izatearekin, imanen arteko orientazio erlatiboa dago lotuta; horregatik, imanetako bat biratzean, imanak elkarri erakartzetik elkar aldaratzera pasatzen dira, edo alderantziz”, adierazi du Miguel Moreno Ugeda nanoGUNEko Ikerbasque Fellow-ak.

“Gure lanean, agerian geratu da nola hidrogeno-atomo batek grafeno-geruza bat ukitzen duenean hidrogenoak bere momentu magnetikoa transferitzen dion”, adierazi du Morenok. “Ohikoenak diren material magnetikoei dagokienez (adibidez, burdina, nikela eta kobaltoa), atomo bakoitzak eragiten duen momentu magnetikoa nanometro-hamarren gutxi batzuetara iristen da; haiek ez bezala, hidrogeno-atomo bakoitzak grafenoan induzitzen duen momentu magnetikoa zenbait nanometrotakoa da, eta, aldi berean, modulazio bat gertatzen da eskala atomikoan”, erantsi du. Esperimentuak tunel-efektuko mikroskopioaren laguntzarekin egin dituzte. Mikroskopio horrekin, materia ikusi eta manipula daiteke eskala atomikoan. Halaber, emaitzek agerian uzten dute momentu magnetiko induzitu horiek elkarrekiko interakzio sendoak dituztela distantzia handietan (eskala atomikoarekin alderatuta), eta, gainera, arau berezi honi jarraitzen diotela: momentu magnetikoak gehitu edo neutralizatu egiten dira, absorbatutako hidrogeno-atomoen arteko posizio erlatiboaren arabera kritikoki. Halaber, eta aurreko guztia bezain garrantzitsua, “lortu dugu era kontrolatu batean manipulatzea hidrogeno-atomo indibidualak, eta, horri esker, nahieran ezarri ahal izan ditugu grafenoaren eskualde jakinetako propietate magnetikoak”, nabarmendu du Morenok.

Magnetismoaren bila

Grafenoa 2004an lehen aldiz lortu zenetik, mundu osoko laborategiak saiatu dira magnetismoa sartzen bi dimentsio besterik ez dituen material honen propietate-zerrenda luzean. Funtsean, interes horren oinarria da grafenoa, a priori, material ideala dela teknologia espintronikoan erabiltzeko. Etorkizun handiko teknologia hori ohiko elektronikaren ordezkoa izan daiteke, aldi berean informazio magnetikoa eta elektronikoa transmititzen baita eta, hala, belaunaldi berriko ordenagailu ahaltsuagoak lortu bailitezke. Beraz, “lan honetan lortutako emaitzek agerian utzi dute badagoela aukera grafenoan momentu magnetikoak nahieran sortzeko eta nola distantzia handietara komunikatzeko gaitasuna duten; horrek guztiak etorkizun handia ematen dio material honi, gorabidean doan espintronikaren esparruan”, ondorioztatu du Morenok.

Ikerketaren emaitzak era didaktiko batean erakusten dira bideo honetan: