Sciencemag.cz
Doporučujeme
Grafen sám o sobě je diamagnetický, jenže když s ním provedeme další trik a připravíme plátek v podobě trojúhelníku, stane se z něj magnet (paramagnet, tedy vyžadující přítomnost vnějšího magnetického pole). Mělo to být důsledkem toho, že určité „magické tvary“ grafenu (viz obdobně nadneseně nazývané magické úhly v twistronice) donutí spiny elektronů, aby se přednostně orientovaly jedním směrem.
Tolik alespoň pravila teorie a nanomagnet z čistého uhlíku by samozřejmě byl pro řadu technologií zajímavý. Problém spočíval ale v tom, že trojúhelníkový grafen bylo zatím obtížné připravit, příslušná molekula (asi tak tomu nejlépe říkat?) byla velmi reaktivní a nestabilní. Studie publikovaná ve Physical Review Letters popisuje nyní syntézu trojúhelníkového grafenu pomocí rastrovacího tunelového mikroskopu (STM). Složit k sobě atomy (poznámka PH: nešlo by to naopak vyřezáváním?) se podařilo na povrchu čistého zlata. Rastrovací tunelová spektroskopie s vysokým rozlišením poté vedla k závěru, že sloučenina jako celek má čistý magnetický stav (základní stav) charakterizovaný spinem 1, a jde jde tedy opravdu o uhlíkový paramagnet.
Při experimentu vznikal občas i hydrogenovaný grafen, částečným odstraněním vodíku bylo možné nastavit grafenový trojúhelník i na stav se spinem ½.
Samotná analýza magnetických vlastnosti kousku grafenu byla ovšem obtížná, nakonec byla využita varianta Kondova jevu označovaná jako podsvícený Kondův jev (underscreened Kondo effect). Obecně Kondův jev popisuje rozptyl elektronů, když proud teče vodičem s magnetickými nečistotami.
Jingcheng Li et al. Uncovering the Triplet Ground State of Triangular Graphene Nanoflakes Engineered with Atomic Precision on a Metal Surface, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.177201
Zdroj: Elhuyar Fundazioa/Phys.org
