(Phys.org)—Une équipe de chercheurs avec des membres d'institutions en Espagne, La France et l'Égypte ont démontré que les atomes d'hydrogène sur le graphène produisent un moment magnétique et, de plus, que de tels moments peuvent s'ordonner ferromagnétiquement sur des distances relativement grandes. Dans leur article publié dans la revue Science le groupe décrit les expériences qu'ils ont menées pour tenter de rendre magnétique une feuille de graphène, comment ils ont trouvé la preuve qu'il était possible d'utiliser des atomes d'hydrogène, et les façons dont un tel matériau pourrait être utilisé dans des applications industrielles. Shawna Hollen de l'Université du New Hampshire, et Jay Gupta de l'Ohio State University, offrent un aperçu du travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue avec un article Perspectives - ils décrivent également les obstacles qui doivent encore être surmontés avant que le graphène magnétique puisse être utilisé dans des applications réelles.

Les qualités supérieures du graphène en tant que matériau ont été bien documentées, même si l'un de ses inconvénients n'a pas été autant mis en évidence :il n'est pas magnétique. Si c'était, il pourrait éventuellement être utilisé dans de nombreuses autres applications. Cela a conduit à des efforts pour faire des choses à une feuille de graphène qui la rendraient magnétique, dont l'un est en ajoutant des atomes d'hydrogène à sa surface, créant ce qu'on a appelé le graphane.

Malheureusement, la stabilité a été un problème, rendant le processus difficile à contrôler. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté une approche différente - ils ont profité du fait que le magnétisme se produit dans le graphène lorsqu'un déséquilibre se produit dans deux sous-réseaux qui font partie de l'ensemble - cela signifie que le nombre d'atomes qui existent dans un sous-réseau individuel peut être causé être inégale en raison de facteurs tels que des défauts ponctuels ou une forme géométrique. Cela permet à un adatome d'hydrogène de se lier à un carbone p z -orbital. Le résultat final est la formation de moments magnétiques dans le réseau en nid d'abeille, avec de tels moments s'alignant ferromagnétiquement lorsqu'ils sont sur le même sous-réseau, et antiferromagnétique lorsqu'ils sont sur un sous-réseau opposé.

Un tel matériau, Hollen et Gupta notent, pourrait permettre de stocker des informations à des densités beaucoup plus élevées que jamais auparavant, mais avant que cela puisse arriver, ils notent aussi, plusieurs obstacles doivent être surmontés, telles que la réalisation d'une précision à l'échelle atomique avec le processus à grande échelle.

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