西班（bān）牙物理學家發現，通過移除（chú）石墨材料表麵的（de）單個原子，製造原（yuán）子空位，可使石墨中產生局部磁矩（jǔ）。這一研究成果有助（zhù）於開發利用非金（jīn）屬材料和生物兼容性材料來製造磁（cí）體的新方（fāng）法，而且可比現有磁體更輕、價格更低（dī）廉。
 
      該研究由馬德（dé）裏自治大學和馬德裏材（cái）料科（kē）學研究所的科研小組共同完成，相關論文（wén）發表在（zài）近期（qī）出版的《物理學評（píng）論（lùn）快報》上。實驗中，研（yán）究人員使用了高序熱（rè）解（jiě）石墨，這種材料是由石墨烯層按照AB-AB的模式疊加而成。他們首先（xiān）在超潔淨環境中將部分A層石墨烯削去，以確保石墨的表麵完全不含（hán）雜（zá）質;然後再利用低（dī）能（néng）離子輻射，使（shǐ）表（biǎo）麵的原子位移，製造出一個個原子空位（wèi）。
 
      通過自（zì）製的低溫掃描隧道顯微鏡，研究小組（zǔ）發現，每（měi）個原子空位的（de）頂端（duān）都出現了大約為費（fèi）米能級的（de）銳共振高峰，很多理論研究都（dōu）預（yù）測過這種（zhǒng）現（xiàn）象，但這是首次通過實驗觀測到。
 
      研究人員解釋說，每個原子空位的共振都會對（duì）應一個磁矩，這是因為，電子和電子之間存在相斥作用，原子空位導（dǎo）致其周圍的電（diàn）子自旋排列成行，從（cóng）而形成磁矩。而且，不（bú）同地點的空位（wèi）產生不同的磁矩，磁矩彼此之間也有（yǒu）相互（hù）作用（yòng），這樣一來（lái），隻需將（jiāng）單個碳原子隨意移除，就能使整個石墨材料具有（yǒu）肉眼可（kě）見的磁性。
 
      參（cān）與此（cǐ）項研究的伊凡?布裏休加說，普通的碳元素組成（chéng）的材料通常不會出（chū）現磁力，這是由於其中的電子通過共價鍵結合（hé）成對，電子的總自旋為零，因而淨磁矩不可能存在（zài）。一（yī）旦從石（shí）墨的表麵（miàn）移（yí）除一個碳原子，通過共價鍵結合的電子對會被打破，單個電子就產（chǎn）生了局部磁矩。
 
      這一結果（guǒ）不僅（jǐn）證實了理論模（mó）型的準（zhǔn）確性，還具有諸多深層意義。比如（rú），觀察（chá）到的共振現象可能會增（zēng）強石墨的化學反應能力;在應用方麵，該（gāi）技術可能用於製造革新性的非金屬材料磁體，在電子領域和生物醫（yī）學領（lǐng）域擁有良好前景。此外，同傳統磁（cí）體相比，石墨磁體的（de）製造成本低廉，1噸碳的價格大（dà）約不到1噸鎳的價格（gé）的千分之一，而且石墨磁體還具有重量輕、彈性好等（děng）優勢。不過，到目前為止，所報告的石墨磁體的磁力與現有最強的磁體相（xiàng）比還有不小的差距。
 
      布裏休加表示，通過將類似於石（shí）墨（mò）烯的材料中的原子移除來製造原子空位，會對材料的機械性能、電子性能和磁性（xìng）能產生重大影響，而當前納米技術麵（miàn）臨的一個緊迫挑戰就是如（rú）何將石墨整（zhěng）合到真正的電子設備中，這項實驗成果最光明的未來就是應用於旋轉電子學研究，即通過不成對（duì）的電子的自旋來開發新一代電子設備。