Το στριμμένο γραφένιο ανακάλυψε μια σπάνια μορφή μαγνητισμού

Αυτό το μοναδικό υλικό ανακαλύφθηκε πριν από 15 χρόνια και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, επιστήμονες σε όλο τον κόσμο πειραματίζονταν και αναζητούσαν νέες ιδιότητες. Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσω για νέα έρευνα που οδήγησε στην ανακάλυψη μιας μοναδικής μορφής μαγνητισμού στο γραφένιο. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.

Νέες ιδιότητες του στριμμένου γραφενίου

Για αναφορά. Το γραφένιο είναι ένα φύλλο άνθρακα πάχους μόνο ενός ατόμου και έχει εξαγωνικό ατομικό πλέγμα. Αυτό το υλικό έχει εξαιρετικές θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες και το δυναμικό του υλικού δεν αποκαλύπτεται πλήρως.

Οι επόμενες μοναδικές ιδιότητες του γραφενίου ανακαλύφθηκαν από μια επιστημονική ομάδα που αποτελείται από υπαλλήλους του Πανεπιστημίου της Κολούμπια και του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον.

Κατά τη διάρκεια πολυάριθμων πειραμάτων, βρέθηκε ότι διάφορες εξωτικές ηλεκτρονικές καταστάσεις, συμπεριλαμβανομένης μιας σπάνιας μορφής μαγνητισμού, μπορούν να εμφανιστούν στη δομή τριών στρωμάτων του γραφενίου.

Το πείραμα εμπνεύστηκε από πρόσφατες μελέτες στριμμένων μονοστιβάδων και στριμμένων διπλοστιβάδων γραφενίου, που πραγματοποιήθηκαν από δύο ή τέσσερα πλήρη φύλλα.

Οι μηχανικοί αναρωτήθηκαν ποιες θα ήταν οι ιδιότητες του υλικού εάν οι μονοστιβάδες και τα διπλά στρώματα γραφενίου συνδυάστηκαν σε ένα καμπύλο σύστημα τριών στρωμάτων.

Πειραματική πρόοδος και εκπληκτικά αποτελέσματα

Κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι μηχανικοί διπλώθηκαν ένα φύλλο γραφενίου ενός στρώματος σε ένα φύλλο διπλού στρώματος και έστριψαν τα φύλλα κατά ένα βαθμό.

Μετά από αυτό, η προκύπτουσα δομή ψύχθηκε σε θερμοκρασία μερικών βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν και άρχισε να παρατηρεί.

Έτσι, διαπιστώθηκε ότι σε αυτήν την κατάσταση, η δομή συμπεριφερόταν σαν κλασικός μονωτής. Αλλά η αρχική κατάσταση άλλαξε αμέσως μετά την εφαρμογή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Έτσι, όταν το μαγνητικό πεδίο κατευθυνόταν σε ένα φύλλο γραφενίου μονής στιβάδας, το σύστημα απέκτησε τις ιδιότητες ενός στριμμένου γραφενίου δύο στρωμάτων. Και όταν άλλαξε η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και κατευθυνόταν προς το φύλλο γραφενίου δύο στρωμάτων, άρχισε να δείχνει τις ιδιότητες μιας δομής τεσσάρων στρωμάτων.

Διαπιστώθηκε επίσης ότι σε αυτήν την κατάσταση η δομή παρουσιάζει μοναδικές μαγνητικές ιδιότητες.

Όπως γνωρίζετε, στους κλασικούς μαγνήτες η «περιστροφή» των ηλεκτρονίων είναι υπεύθυνη για τις μαγνητικές ιδιότητες. Αλλά στη δομή τριών στρωμάτων του γραφενίου, ο μαγνητισμός σχηματίστηκε λόγω της συλλογικής περιστροφικής κίνησης των ηλεκτρονίων.

Η ίδια ακριβώς δομή του μαγνητισμού ανακαλύφθηκε από μια άλλη επιστημονική ομάδα. Αυτές είναι οι μόνες ιδιότητες που παρατηρούνται σε φύλλα γραφενίου που βρίσκονται σε κρύσταλλους νιτριδίου του βορίου.

Και η τρέχουσα επιστημονική εργασία έχει δείξει ότι οι ίδιες ιδιότητες παρατηρούνται σε έναν πολύ απλούστερο σχεδιασμό, που αποτελείται μόνο από γραφένιο.

Όπως τονίζουν ιδιαίτερα οι επιστήμονες, ο άνθρακας δεν είναι μαγνητικό υλικό και επομένως είναι εκπληκτικό ότι αυτή η ιδιότητα μπορεί να ληφθεί μόνο τοποθετώντας σωστά τα φύλλα γραφενίου στην επιθυμητή γωνία συστροφής.

Προς το παρόν, οι επιστήμονες συνεχίζουν ενεργά πειράματα προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα τις θεμελιώδεις ιδιότητες των νέων κρατών. Έτσι, οι επιστήμονες μόλις στην αρχή μελετούν τις εκπληκτικές ιδιότητες του γραφενίου.

Οι επιστήμονες μοιράστηκαν τα αποτελέσματα του πειράματος στις σελίδες του περιοδικού Φυσική Φυσική.

Αν σας άρεσε το υλικό, τοποθετήστε τους αντίχειρές σας, εγγραφείτε και γράψτε σχόλια. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!