【原】海德拉巴科学家为下一代数字设备制造磁性石墨烯

导读

数字设备的日益普及刺激了对重量轻、功耗低、效率高的集成电路的需求。科技公司越来越关注纳米电子技术来开发这类设备，但使用石墨烯等纳米材料仍然具有挑战性，因为几乎没有证据表明它具有内在磁性。

现在，印度理工学院(IIT)、海德拉巴和海德拉巴大学的研究人员已经证明，通过控制电场和温度，石墨烯可以具有磁性。他们在单层之字形石墨烯纳米带中展示了这一点。

石墨烯是一种碳材料，是已知的最薄、最强的材料。在安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(Konstantin Novoselov)凭借其卓越的量子特性获得2010年诺贝尔物理学奖后，它成为人们关注的焦点。从那时起，有许多正在进行的研究项目，其应用在纳米电子。

研究小组利用了这种轻质软磁材料的内在磁性，并观察了各种磁性相的发生及其从一种相到另一种相的转变。该公司设计了一种方法来确定出现的磁性相的位置，从而使“石墨烯芯片”在未来成为现实。

当你的笔记本电脑或手机过热超过阈值时，你有时会感到恐慌，担心手机里的芯片会烧坏。这就是为什么现在一些手机制造商声称他们的手机芯片组是基于14nm finfet技术，他们有先进的热管理。然而，我们正面临着供暖问题。

想象一下这样一种情况：通过芯片组产生的热量可以用来进行计算。研究人员继续这个有趣的想法：如果温度和电场可以用来诱导石墨烯纳米带中的磁性，结果会怎样?在科学文献中已经有报道说电场和温度可以单独用于控制或诱导磁性。

为了使“石墨烯处理器”成为现实，需要解决的关键问题是热管理。为了实现这一目标，我们需要一种机制，可以利用小工具运行过程中产生的多余热量来诱导磁性。我们的团队设想了一个处理器应用程序，使用单层锯齿状石墨烯纳米带，它可能利用系统产生的热量，降低电压要求，并使用自旋进行计算(信息传播)。

研究人员对原始自由单层锯齿状石墨烯纳米带进行了计算研究，以研究磁性能。它们可以通过电场和温度诱导非磁性石墨烯的本征磁性。

在特定的电场和温度下，发现了顺磁性，进一步调整到不同的值，实现了铁磁性和反铁磁性。观察到，如果一个值(如电场)保持不变，另一个值(温度)可以增加或减少，以获得不同的磁相，反之亦然。这意味着如果一个人的笔记本电脑正在产生高温，较低的电场可以在纳米带中实现不同的磁性相。

不受电场和温度的限制，研究人员还建立了一个领结方案来诱导大多数同素异形体的磁性。石墨烯的这种热电磁效应和可调谐的磁性异常行为，无疑是石墨烯电子学的垫脚石。这项工作可以为扩展集成电路的性能铺平道路，并最终实现由基于石墨烯的微处理器供电的笔记本电脑。

研究团队包括Santhosh Sivasubramani、Sanghamitra Debroy、Amit Acharyya(印度理工学院海德拉巴分校);Swati Ghosh Acharyya(海德拉巴大学)。这项研究结果发表在《纳米技术》杂志上。这项研究工作的部分经费由红松信号公司、科学技术部、先进计算发展中心和电子和信息技术部提供。

文章来源：Businessline