Skip to ContentSkip to Navigation
Onderdeel van Rijksuniversiteit Groningen
Science LinXScience LinX nieuws

Natuurkundigen maken 2D magneet van platina

05 april 2018

Natuurkundigen van de RUG hebben een stukje platina gemagnetiseerd met behulp van een elektrisch veld dat werd gemaakt met behulp van een paramagnetische ionische vloeistof. Die had alleen effect op het oppervlak van het platina, zodat een schakelbare tweedimensionale ferromagneet ontstond. Het onderzoek is op 6 april gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.

prof. Justin Ye | Foto RUG
prof. Justin Ye | Foto RUG

Platina is een populair materiaal bij edelsmeden en makers van elektronica. Het ziet er prachtig uit en is een uitstekende geleider van stroom. Maar het heeft geen magnetische eigenschappen. Dat wil zeggen: tot nu toe. Een team wetenschapper van drie Nederlandse universiteiten heeft aan het oppervlak van een dunne film van platina ferromagnetische eigenschappen opgewekt.

‘Het was al mogelijk magneten bij te stellen door via een elektrisch veld het aantal ladingsdragers in de magneet te veranderen’, vertelt adjunct-hoogleraar Justin Ye, hoofd van de onderzoeksgroep Device Physics of Complex Materials van de RUG. Dat is een belangrijke techniek binnen de spintronica, een vorm van elektronica die gebruik maakt van de magnetische eigenschappen van elektronen. ‘Maar het was niet mogelijk om op die manier magnetisme op te wekken’, vervolgt Ye.

Kamertemperatuur

Lei Lian, destijds promovendus in de groep van Ye en de eerste auteur van het artikel in Science Advances, bouwde een schakeling waarin hij magnetisme kon opwekken in het niet-magnetische platina. Dat deed hij via een elektrisch veld opgewekt met behulp van een speciaal medium, een ionische vloeistof. Dit is een zout dat bij relatief gewone temperaturen vloeibaar is. Ye: ‘De sleutel is dat we een paramagnetische ionische vloeistof gebruikt hebben, een nieuw type dat we zelf hebben gemaakt.’ Het elektrische veld zorgt er voor dat de ionen naar het oppervlak van het platina bewegen, terwijl ze zowel lading als magnetisch moment bij zich dragen. Beide beïnvloeden de buitenste laag platina atomen, waardoor een dunne laag magnetisch platina ontstaat.

dr. Lei Liang
dr. Lei Liang

‘We hebben aan kunnen tonen dat dit echt een 2D magneet is waar de magnetisch staat bij kamertemperatuur in stand blijft’, zegt Ye. ‘Het is verbazingwekkend dat we in staat zijn om nieuwe eigenschappen toe te voegen aan een materiaal dat zo bekend is.’ Recent zijn er wel 2D magneten gemaakt door atomaire laagjes van een magnetisch materiaal te halen. Maar doorgaans ging het om niet-geleidende materialen, waarin bovendien het magnetisme alleen bij zeer lage temperaturen aanwezig is.

Spintronica

Om nu een 2D magneet te maken in een geleider bij kamertemperatuur is interessant voor toepassingen in de spintronica. De nieuwe vondst maakt het bovendien mogelijk het magnetisme aan en uit te schakelen in het geleidende platina. Dat kan leiden tot de ontwikkeling van schakelingen waarin het mogelijk is tegelijkertijd lading en spin (het magnetisch moment) te controleren.

Het onderzoek is uitgevoerd door de Device Physics of Complex Materials groep van Justin Ye, die onderdeel is van het Zernike Institiute for Advanced Materials van de faculteit Science and Engineering, Rijksuniversiteit Groningen.

Referentie: L. Liang; Q. Chen; J. Lu; W. Talsma; J. Shan; G.R. Blake; T.T.M. Palstra; J. Ye: Inducing ferromagnetism and Kondo effect in platinum by paramagnetic ionic gating. Science Advances 6 April 2018. DOI: 10.1126/sciadv.aar2030

Schema van de platina transistor met een gate van paramagnetische ionische vloeistof | Illustratie L. Liang
Schema van de platina transistor met een gate van paramagnetische ionische vloeistof | Illustratie L. Liang
Laatst gewijzigd:07 april 2018 09:24

Meer nieuws

  • 11 september 2018

    Van Klokhuis-vraag naar Veni-subsidie

    Als kind was Jorrig Vogels al gefascineerd door taal en vergeleek hij de verschillende woorden voor ingrediënten op verpakkingen. Een jaar terug sleepte de taalonderzoeker een Veni-beurs in de wacht. ‘Taal heeft iets telepathisch: het beeld dat ík in...

  • 07 september 2018

    Constructief overleg – gezamenlijke overeenkomst

    Na een intensief en constructief gesprek met de actievoerende studenten van studentenpartij DAG en ROOD (jongeren SP) is donderdagavond een gezamenlijke overeenkomst bereikt op vier punten, vooral gericht op de lange termijn.

  • 04 september 2018

    Weg met die systeemplafonds

    Als Zuidlarens jongetje vond hij al die oude gebouwen in de stad Groningen maar niks. De interesse in historische panden kwam pas later, tijdens zijn studie Bouwkunde. Als bouwkundige is René Bosscher nu verantwoordelijk voor de buitenkant van de gebouwen...