石墨烯上原子的磁化狀態(tài)，原來悄悄被石墨烯所生長的金屬基底材料“操控”著。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，來自瑞士、德國和美國研究人員組成的研究團(tuán)隊(duì)揭開了兩者間的這一聯(lián)系，認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用在未來的計(jì)算裝置上，該論文已經(jīng)發(fā)表于《物理評論快報(bào)》。
石墨烯是目前已知的最薄的一種材料，單層石墨烯只有一個(gè)碳原子的厚度。目前石墨烯的制備方法有很多種，但是其必須在特殊的基底上生長才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量制備，比如具有催化活性的金屬基底如銅、鎳等。
在研究吸附于單層石墨烯上的鈷原子時(shí)，研究人員注意到其產(chǎn)生了面內(nèi)磁化；但是，當(dāng)石墨烯生長于釕基底上，鈷原子的磁化效應(yīng)又搖身一變，成為面外磁化。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，研究人員認(rèn)為，通常來說，石墨烯上原子的磁化狀態(tài)會(huì)受到所用初始金屬基底材料類型的影響。這一發(fā)現(xiàn)意味著磁化過程可以“私人訂制”，為基于原子自旋狀態(tài)而制備的自旋電子器件材料帶來了新可能。
更進(jìn)一步，研究人員還發(fā)現(xiàn)碳原子與基底材料之間相互吸引力的強(qiáng)弱也取決于基底材料的金屬種類。比如說，如果用釕做基底，可觀察到強(qiáng)吸引力；但如果基底換成銥或鉑，則表現(xiàn)出極其微弱的吸引力。研究人員解釋說，這是因?yàn)樗褂玫慕饘俨牧喜煌荚雍徒饘僭又g的距離遠(yuǎn)近也不同；反過來，這也意味著碳原子和金屬基底兩者之間的電子轉(zhuǎn)移同樣會(huì)受到影響，最終不同類型的石墨烯片層得以產(chǎn)生。
還待解決的問題，是這種磁化狀態(tài)能持續(xù)多久。如果這種磁化狀態(tài)可以穩(wěn)定持續(xù)下去，再加上它能“私人訂制”，那么這類原子具有被制成電子存儲(chǔ)媒介的潛力，每一單個(gè)原子能夠用來存儲(chǔ)一比特?cái)?shù)據(jù)(當(dāng)前的硬盤設(shè)備大概需要100萬個(gè)原子來存儲(chǔ)一比特?cái)?shù)據(jù))。甚至，它們還能夠用來代表一個(gè)量子比特，這是量子計(jì)算中的量子信息單位。因?yàn)檫@一應(yīng)用前景，研究團(tuán)隊(duì)下一步將著眼于尋找哪種原子能夠?qū)⒋呕癄顟B(tài)保持更長時(shí)間。
