Ricercatori dell'IMDEA-Nanociencia Institute e della Universidad Autonoma Complutense di Madrid sono riusciti a conferire al grafene proprietà magnetiche. Lo studio, apparso su Nature Physics, spiana la strada allo sviluppo di dispositivi spintronici basati sul grafene, cioè basati sullo spin dell'elettrone (momento magnetico). "Fino a oggi era impossibile", ha affermato il prof. Rodolfo Miranda, direttore di IMDEA-Nanociencia.
Molecola TCNQ su una mesh di grafene cresciuta, a sua volta, su un cristallo di rutenio.
La sfida era magnetizzare il materiale grazie a una pellicola "ultra-perfetta" di grafene sopra un singolo cristallo di rutenio. Sopra al grafene, poi, sono state depositate per evaporazione molecole di tetraciano-p-chinodimetano (TCNQ). Questo è una molecola che agisce come un semiconduttore a temperature molto basse in determinati composti.
Osservando i risultati con un microscopio a effetto tunnel, gli scienziati hanno notato che le molecole organiche si organizzavano da sole e si distribuivano in modo regolare su tutta la superficie, interagendo elettronicamente con il substrato di grafene-rutenio. "Abbiamo dimostrato sperimentalmente come la struttura delle molecole TCNQ su grafene acquisisca un ordine magnetico esteso con elettroni posizionati in differenti bande a seconda della rotazione", ha aggiunto il prof. L. Amadeo Vázquez de Parga.
Immagini topografiche di un monostrato TCNQ su grafene/rutenio.
Studi sui modelli hanno dimostrato che, sebbene il grafene non interagisca direttamente con il TCNQ, permette un trasferimento di carica altamente efficiente tra il substrato e le molecole TCNQ e consente alle molecole di svilupparsi un ordine magnetico esteso. Il risultato è un nuovo strato magnetizzato basato sul grafene, che spiana la strada alla creazione di dispositivi basati su quello che è già stato ribattezzato "il materiale del futuro", ma che ora può anche avere proprietà magnetiche.