Onderzoekers van de Universiteit van Berkeley hebben aangekondigd grafeen te hebben gebruikt in een nieuwe opslagtechniek. Het moet data-opslag met een uitermate hoge snelheid en een laag stroomverbruik mogelijk maken.
Om precies te zijn is het een manier om grafeen te gebruiken voor spintronica, met 'grafeen-nanoribbons' als informatiedrager. Spintronica maakt gebruik van verschillen in de richting van de magnetische lading van een elektron, in plaats van van ladingsverschillen in een materiaal. Wetenschapper-lievelingetje grafeen is al jaren doelwit van onderzoek voor uiteenlopende gebruiksdoelen, zo ook voor spintronica. Het materiaal is berucht omdat het zo moeilijk te produceren is, en de voor spintronica benodigde zigzag-patronen leveren nog meer problemen op.
Grafeenstrips zijn door hun vele vrije elektronen namelijk erg reactief, waardoor de lading in theorie gemakkelijk verschuift. Dat maakt dat het grafeen vrij lastig te gebruiken is voor spintronica, ondanks dat het materiaal uiterst efficiënte en snelle elektronica mogelijk zou maken. De onderzoekers hebben ontdekt dat door een deel van de koolstofatomen aan de randen te vervangen door stikstofatomen de elektronen veel gemakkelijker te beheersen zijn. Daardoor verspringt de lading niet zo gemakkelijk en is grafeen gemakkelijker te gebruiken voor dataopslag.
Volgens Steven Louie, één van de teamleden, veroorzaakten eerdere pogingen om de magnetische eigenschappen aan de zigzag-rand te stabiliseren de eigenschappen van de rand zelf te veel veranderden. Door stikstofatomen toe te voegen kon de magnetische toestand worden gestabiliseerd zonder dat de structuur van het materiaal veranderde.
Eén van de uitdagingen was hoe de lading van de elektronen überhaupt gemeten kon worden. Het blijkt dat de magnetische eigenschappen van de stikstofatomen aan de randen kunnen worden gebruikt om de toestand van de elektronen in het midden van de grafeenstrip te kunnen bepalen.
De ontdekking moet op den duur kunnen leiden tot extreem snelle, zuinige opslagapparaten, en vermoedelijk ook met een extreem hoge dichtheid. De elektronen vormen immers een één of een nul. Hoeveel elektronen er worden gebruikt voor een enkele bit is helaas niet duidelijk. Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.
Bronnen: Nature, University of Berkeley
