کشف نوع جدیدی از خاصیت مغناطیسی در گرافین

گرافین صفحه‌ای از اتم‌های کربن است که با وجود ساختار ساده‌اش همچنان کاربردها و رفتارهای جدیدی از خود نشان می‌دهد. در جدیدترین تحقیق دانشمندان دانشگاه استنفورد، آن‌ها نشان دادند که گرافین با چینش خاصی می‌تواند میدان مغناطیسی تولید کند. پیشتر  به این فرم جدید از خاصیت مغناطیسی گرافین فقط به صورت تئوری پرداخته شده بود.

ار آنجایی که ضخامت صفحه گرافین به اندازه یک اتم است، می‌توان آن را یک ساختار دو بعدی به حساب آورد. همین مساله باعث می‌شود مولکول‌های گرافین فقط در راستای دو محور حرکت کنند و خواص نامتعارفی از خود نشان داده تا گرافین به عنوان یک ماده شگفت انگیر شناخته شود.

به خاطر ضخامت کم صفحات گرافین، با روی هم قرار گرفتن این صفحات می‌توان خواص جدیدی از آن مشاهده کرد. مثلا قبلا محققان دانشگاه MIT دو صفحه گرافین را روی هم قرار داده و با دستکاری چینش آن‌ها به خاصیت ابررسانایی دست پیدا کردند.

تیم محققان دانشگاه استنفورد هم در تلاش بودند تا با تکیه بر دست یافته‌های قبلی، خواص جدیدی در این ماده پیدا کنند. آن‌ها طی آزمایشاتشان به صورت اتفاقی موفق شدند از گرافین خاصیت مغناطیسی بگیرند.

آن‌ها در حالی که از گرافین جریان الکتریکی عبور می‌دادند مقدار ولتاژ زیادی را به صورت عمود بر جریان اندازه گیری کردند. این ولتاژ در واقع به خاطر میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان در گرافین به وجود آمده بود. با این حال حتی بعد از قطع میدان مغناطیسی خارجی باز هم ولتاژی اندازه گیری شد و این یعنی گرافین از خود خاصیت مغناطیسی نشان داده و میدان ایجاد کرده بود.

نکته جالبتری که دانشمندان دریافتند این است که خاصیت مغناطیسی گرافین از نوع رایجی که در طبیعت می‌بینیم (فرومغناطیسم) نیست بلکه فرومغناطیسم اوربیتالی نام دارد و برای به وجود آمدن آن حرکت اوربیتالی الکترون‌های ماده با هم هماهنگ می‌شود. در صورتی که فرومغناطیسم با هماهنگ شدن حرکت اسپینی الکترون‌ها به وجود می‌آید.

به گفته محققان این اولین باری است که فرومغناطیسم اوربیتالی در یک ماده دیده می‌شود. آن‌ها همچنین عقیده دارند با وجود قدرت بسیار ضعیف این خاصیت مغناطیسی که تقریبا یک میلیون برابر ضعیف‌تر از آهنرباهای تزئینی روی در یخچال‌هاست، از این خاصیت می‌توان استفاده‌های زیادی به عمل آورد.

مثلا به خاطر ضعیف بودن خاصیت مغناطیسی گرافین بدون اینکه نگران تداخل میدان مغناطیسی آن‌ها با یکدیگر باشیم می‌توان مقادیر زیادی از این ماده را به صورت فشرده در کنار هم قرار داد.