圣彼得堡国立大学的物理学家们世界上首次在石墨烯中获得了二维铁磁性
圣彼得堡国立大学的科学家们与外国同事在一起世界上首次合成了具有亚铁磁性次序的石墨烯，这意味着其亚晶格上的反向磁化。 由此获得的石墨烯磁性状态的运用让对电子产品制定一种新的方法，提高其能效和速度，在不使用硅开发基于替代技术的设备的情况下。
石墨烯是碳的二维改性，是当今所有二维材料中最轻、最结实的，并具有高导电性。 2018年，圣彼得堡国立大学的研究人员与托木斯克国立大学的同事以及德国和西班牙科学家在一起世界上首次改造了石墨烯，并赋予其以钴和金的特性，就是磁性和自旋轨道互作用（石墨烯中的移动电子与其磁矩之间的互动）。与钴和金相互作用时候，石墨烯不仅保持其独特的特性，而且部分地吸取这些金属的性质—磁性和自旋轨道互作用。
该研究是在俄罗斯科学基金会和俄罗斯基础研究基金会资助支持下进行。该研究结果发表在Physical Review Letters期刊上。
在新研究的框架内，科学家们合成了一个具有石墨烯铁磁状态的系统，这是一个独特的状态，其中一种物质在没有外部磁性层的情况下具有磁化。 为了做到这一点，物理学家们使用了由钴薄层和其表面上的金合金制成的类似基板。
在石墨烯下的表面熔合期间，在被提取的钴原子的位置形成了环位错，具有较低钴原子密度的三角形区域，金原子落下其中。 直到今天，我们知道单层的石墨烯只能以均质的方式完全磁化。 然而，圣彼得堡国立大学科学家们的研究证明，利用与衬底结构缺陷的选择性相互作用让控制单个亚晶格原子的磁化。
该研究的主要实验工作是在圣彼得堡国立大学科学园 “表面研究的物理方法“资源中心的”Нанолаб“独特科学装置进行的，并且资源密集型计算在圣彼得堡国立大学科学园计算中心进行。 该研究在俄罗斯科学基金会（项目编号18-12-00062和20-72-00031）和俄罗斯基础研究基金会（项目编号20-32-70127）的支持下，在圣彼得堡国立大学纳米系统电子和自旋结构实验室进行。（资助编号90383050）
“这是一个重要的科学发现，因为现在所有的电子设备都是充电的，并且在电流流动过程中与热量的释放有关。 未来，我们的研究让以自旋电流的形式传输信息，这是新一代电子产品、一种根本不同的逻辑和技术发展的新方法，让降低能耗并提高信息传输的速度“该研究负责人、圣彼得堡国立大学纳米系统电子和自旋结构实验室主研究员阿尔乔姆·雷布金( Артем Рыбкин) 解释说。
圣彼得堡国立大学物理学家们合成的石墨烯的第二个重要特征是强烈的自旋轨道互作用。 在这个结构中，这种相互作用的加强通过石墨烯下金原子的存在来解释。 通过制定磁和自旋轨道相互作用的一定比例，可以从石墨烯的一般状态转为新的拓扑状态。