碳是有機物的重要組分，自然界中存在許多碳元素。它有6個電子；三個電子的自旋向上，三個向下，因此，自然的碳是抗磁性。但它經過正質子幅射（摻氫）後，使其點陣歪曲，表面可具有和鐵，鎳等同量級大小的磁化強度，居里溫度可達500K，具有這種表面磁性的碳，稱為磁性碳（Magnetic Carbon); 目前已能制出一系列碳的納米結構材料，磁性碳可能為新的電子器件開闢出一條新途徑。
基本介紹
- 中文名：磁性碳
- 性質：有機物
- 電子：6個
- 套用：開闢出全新的磁器件
基本內容,性質,研究與發展,套用,參考文獻,
基本內容
性質
碳是有機物的重要組分，它在自然界中廣泛存在。
每個碳原子含有6個電子；三個電子的自旋向上；三個自旋向下。因而整個原子的總磁矩為零；故碳為抗磁性原素。
研究與發展
早在十多年前，有學者認為，在碳內摻入非磁性元素，使其點陣歪曲，稍為改變它的有序度，碳就可變成磁性材料。約於15年前，ALS(Avanced Light Source)首次利用-光透射掃描電子顯微鏡得到碳經正質子幅射（摻氫）後的 X光分光圖，證明碳表面具有很強的鐵磁性（1)。其磁化強度與典型的鐵，鎳，鈷的相當。從其磁化強度和磁滯隨溫度變化得知，碳表面磁化強度的居里溫度為500K.這些表面具有磁性的碳是普通的碳經過中子加速器，由正質子幅射而產生的。
用硫酸腐蝕碳，使它變成很小或很薄的碳顆粒或薄膜，它們也具有磁性。這樣，在缺少2.25Mev的中子加速器時，也可使碳從非磁性變成磁性態，進行研究。
套用
當樣品足夠薄時，碳具有磁性是一種有潛在套用前途的自然現象。目前已能制出各種碳基的納米結構材料,如，石墨烯，巴基球，和富勒烯等。使這些碳基的納米結構材料具有磁性，就可開闢出全新的磁器件；例如，可作為磁存儲，感測器和數據加工等（2）。
參考文獻
（1）Tatiana L et al. Nature 413 P.416-418(18 Oct. 2001)
(2) Valeria Zagaynova:"Carbon-based magnetic nanomaterials" Doctoral thesis , Department of physics, Umea University 2012
