Koolstof blijkt inherent magnetisch dankzij roosterfouten

Roosterfouten zijn er verantwoordelijk voor dat grafiet bij kamertemperatuur permanent een heel klein beetje magnetisch is. Verontreiniging met ferromagnetische materialen, zoals ijzer of kobalt, is er niet voor nodig. Dat melden Eindhovense en Nijmeegse onderzoekers op de website van Nature Physics.

Dat grafiet soms ferromagnetische eigenschappen vertoont, is een jaar of 10 geleden voor het eerst waargenomen. Duidelijk was al dat het iets met de structuur te maken moest hebben, onder meer omdat het effect kon worden versterkt door een protonenbombardement. Er is zelfs al een recept gepubliceerd om grafiet met grof moleculair geweld magnetisch te maken.

Maar Jiri Cervenka, Kees Flipse en Misha Katsnelson hebben nu eindelijk achterhaald wat er op moleculaire schaal precies gebeurt. Het grafietrooster wordt hier en daar doorsneden door ongeordende strips van zo’n 2 nanometer breed. De elektronen ter plekke gedragen zich anders dan die in het rooster. Het gevolg is dat het hele blok grafiet zich als een permanente magneet gaat gedragen.

Dat het magnetisme gewoon eigen is aan grafiet en niet via allerlei kunstgrepen hoeft te worden opgewekt, houdt in da je er gveel gemakkelijker gebruik van kunt maken dan iedereen tot nu toe dacht. De onderzoekers denken al hardop aan toepassingen in spintronica en in biosensoren.

bron: TU Eindhoven