Αμερικανοί επιστήμονες δημιούργησαν τον λεπτότερο μαγνήτη στον κόσμο με πάχος μόνο ένα άτομο
Μια κοινή ερευνητική ομάδα από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ πραγματοποίησε μια πραγματική ανακάλυψη και έλαβε δισδιάστατο μαγνητικό υλικό.
Ταυτόχρονα, ο μαγνήτης που έχει δημιουργηθεί έχει πάχος μόνο ένα άτομο και, σε αντίθεση με παρόμοια υλικά που δημιουργήθηκαν προηγουμένως, μπορεί να λειτουργήσει πλήρως σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτός ο μοναδικός μαγνήτης και οι προοπτικές του θα συζητηθούν.
Ένας νέος μαγνήτης και οι προοπτικές του
Το ήδη μακρινό 2017, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν μια μελέτη ενός σιδηρομαγνητικού υλικού όπως το τριιωδίδιο του χρωμίου, το οποίο, όπως αποδείχθηκε, είναι πολύ πιθανό να αλέσει σε μια μονοστιβάδα με πάχος μόνο ένα άτομο, διατηρώντας παράλληλα μαγνητισμός.
Το μόνο μειονέκτημα ήταν ότι το προκύπτον υλικό ήταν ασταθές και σε θερμοκρασία δωματίου αυτό (το υλικό) έχασε τις μαγνητικές του ιδιότητες. Και φέτος οι επιστήμονες βρήκαν μια λύση σε αυτό το πρόβλημα.
Οι επιστήμονες ξεκίνησαν με ένα μείγμα οξειδίου του γραφενίου, ψευδαργύρου και κοβαλτίου, το οποίο στη συνέχεια ψήθηκε και στη συνέχεια μετατράπηκε σε ένα στρώμα οξειδίου του ψευδαργύρου διασκορπισμένο με άτομα κοβαλτίου.
Σε αυτή την περίπτωση, το πάχος του υλικού που προέκυψε αποδείχθηκε ίσο με ένα άτομο. Στη συνέχεια, το προκύπτον στρώμα στριμώχτηκε μεταξύ δύο στρωμάτων γραφενίου, το οποίο στη συνέχεια κάηκε, αφήνοντας πίσω του μια μαγνητική ταινία 2D.
Περαιτέρω πειράματα με το υλικό έδειξαν ότι είναι πολύ πιθανό να αλλάξει ο μαγνητισμός του υλικού αλλάζοντας την περιεκτικότητα σε κοβάλτιο στο υλικό. Έτσι το περιεχόμενο του 5-6% των ατόμων κοβαλτίου έδωσε έναν μάλλον ασθενή μαγνητισμό στο υλικό. Και ήδη μια αύξηση της συγκέντρωσης στο 12% κατέστησε δυνατή την απόκτηση ενός αρκετά ισχυρού υλικού.
Η αύξηση της συγκέντρωσης του κοβαλτίου στο 15% έχει ήδη οδηγήσει σε μείωση των μαγνητικών ιδιοτήτων λόγω του γεγονότος ότι η διαδικασία ανταγωνισμού διαφόρων μαγνητικών καταστάσεων έχει ξεκινήσει μέσα στο υλικό.
Επιπλέον, οι επιστήμονες τόνισαν ότι ο μαγνήτης 2D που αποκτήθηκε με αυτόν τον τρόπο διατήρησε τις ιδιότητές του ακόμη και σε θερμοκρασίες έως 100 βαθμούς Κελσίου. Και με όλα αυτά, το υλικό αποδείχθηκε επίσης ότι ήταν δυνατό να λυγίσει και να του δώσει σχεδόν οποιοδήποτε σχήμα.
Ο συγγραφέας της μελέτης, Rui Chen, συνδέει αυτήν την ιδιαίτερη συμπεριφορά του υλικού κυρίως με την παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων στο οξείδιο του ψευδαργύρου.
Πού μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον μαγνήτη που προκύπτει
Πρώτα απ 'όλα, ένα τέτοιο μοναδικό υλικό μπορεί να βρει εφαρμογή σε νέες γενιές συσκευών αποθήκευσης. Έτσι, στις σύγχρονες συσκευές μνήμης, χρησιμοποιούνται τα λεπτότερα μαγνητικά φιλμ, το πάχος των οποίων είναι εκατοντάδες ή και χιλιάδες άτομα. Η χρήση μαγνητών πάχους μόνο ενός ατόμου θα επιτρέψει τη δημιουργία συσκευών με σημαντικά μεγαλύτερη πυκνότητα.
Επιπλέον, το ανοιχτό υλικό ανοίγει επίσης πρόσθετες ευκαιρίες για τη μελέτη του κόσμου των κβαντικών φυσικής, καθιστώντας δυνατή την παρατήρηση μεμονωμένων μαγνητικών ατόμων, καθώς και την παρατήρηση του πώς αλληλεπιδρώ.
Έτσι, το νέο υλικό μπορεί να είναι χρήσιμο στον τομέα των σπιντρονικών, όπου η περιστροφή των ηλεκτρονίων (και όχι η φόρτιση τους) θα χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση και την επεξεργασία δεδομένων. Επιπλέον, οι επιστήμονες προτείνουν ότι ένας μαγνήτης 2D μπορεί να είναι μέρος μιας συμπαγής συσκευής που διευκολύνει πολύ αυτές τις διαδικασίες.
Οι επιστήμονες μοιράστηκαν τα αποτελέσματα της εργασίας που έγιναν στις σελίδες του περιοδικού Nature Communications.
Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια, βαθμολογήστε το και ευχαριστώ για την προσοχή σας!