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FP7

ELECTROMAGRAPHENE Risultato in breve

Project ID: 332214
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Germania

Metalli su grafene

Andando oltre a un’indagine delle proprietà del grafene stesso, gli scienziati finanziati dall’UE hanno esaminato i meccanismi del legame tra grafene e metalli delle terre rare. Tali composti grafene-metallo sono di interesse per future applicazioni della spintronica.
Metalli su grafene
Il grafene è unico, in quanto vanta una lunga durata del trasporto di spin e un’elevata mobilità dei portatori. Nei dispositivi basati sul trasporto di carica elettrica o spin, le interfacce grafene-metallo sono utilizzate come contatto per iniezioni di carica o spin. Le proprietà elettroniche e magnetiche di tali interfacce determinano l’efficienza di iniezione. Questa è stata una delle principali motivazioni per il progetto ELECTROMAGRAPHENE (Probing the influence of the graphene-metal interaction on the electronic and magnetic properties of nearly free standing graphene), finanziato dall’UE.

Gli scienziati del progetto hanno studiato differenti interfacce grafene-metallo e intercalazioni di metalli tra grafene e substrati. È stato riscontrato che diversi fattori influenzano le proprietà elettroniche e magnetiche dell’interfaccia grafene-metallo.

Mediante la microscopia a scansione a effetto di tunnel, il posizionamento dell’ossigeno chemisorbito su iridio è stato confrontato con la struttura formata da intercalazione tra grafene e iridio. Quando lo strato di grafene si trovava nella parte superiore, gli scienziati hanno identificato la massima simmetria osservata fino ad oggi in un’interfaccia grafene-ossigeno-iridio.

D’altra parte, l’elemento delle terre rare europio intercala a temperature elevate all’interno di grafene su iridio. La microscopia elettronica a bassa energia e la microscopia elettronica a fotoemissione hanno rivelato che la penetrazione è avvenuta attraverso fessure su scala nanometrica. Il materiale intercalato ha formato modelli complessi di isole e strisce.

I campioni di grafene intercalato con europio su nichel sono stati studiati anche mediante dicroismo circolare magnetico con raggi X. La presenza dello strato di grafene sembra proteggere lo strato di europio contro l’ossidazione, lasciando intatte le proprietà magnetiche del sistema elemento delle terre rare / film sottile di nickel / substrato di iridio.

I metalli intercalati solitamente migliorano l’accoppiamento magnetico tra un substrato di materiale ferromagnetico e il grafene, aprendo la strada per lo sfruttamento del grafene come filtro rotativo. Tuttavia, la funzione del grafene come protezione e passivante può essere utilizzata anche nei sistemi spintronici.

Grazie agli approcci dal basso in alto e dall’alto in basso, gli scienziati sono stati in grado di progettare nanostrutture di grafene stabili per temperature fino ai 600 gradi Kelvin. Il loro lavoro ha aperto la strada a manipolazioni strutturali che possono essere controllate in modo tale da formare strutture arbitrarie.

Gli importanti risultati dell’analisi microscopica relativa alle proprietà cristallografiche ed elettriche di interazione grafene-metallo sono state descritte nel dettaglio in cinque articoli pubblicati o sottoposti a riviste specializzate ad alto impatto.

Informazioni correlate

Keywords

Grafene, metalli delle terre rare, spintronica, interfaccia grafene-metallo, dima
Numero di registrazione: 181114 / Ultimo aggiornamento: 2016-04-26
Dominio: Tecnologie industriali