Csavart grafénből készült rendellenes mágnes
A következő kísérletekben kétrétegű grafénnel, amelyet előzetesen a bór-nitrid lapok közé szorítottak, kiderült, hogy rögzíti az anyag mágneses állapotba való átmenetét.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy sikerült megoldani ezt a jelenséget, sikerült megerősíteni a anomális Hall-effektus és anomális mágneses hiszterézis. A legritkább jelenség magyarázta - orbitális ferromágnesesség.
A kutatási adatokat tudományos folyóiratban tették közzé Tudomány.
Mi a grafén
A grafén valóban egyedülálló anyag, amely a tisztított szén allotróp módosulata, amely egy lapos hatszögletű kristály.
És ez az anyag több kategóriában szokatlan paraméterekkel rendelkezik. Ezért a tudósok szerte a világon sokféle kísérletet végeznek a grafénnel annak érdekében, hogy tovább bővítsék a szokatlan tulajdonságok spektrumát.
Tehát csak néhány évvel ezelőtt kiderült, hogy a grafén egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik a vezetőképességről, a kísérletek eredményeként, amelyek során a rétegek egymáshoz képest úgynevezett "varázslatos" szöget zárnak be.
Ennek a felfedezésnek a fizikája korrelált a szuperrács kialakulásával (ismétlődő moiré-minta).
Ez a felfedezés szó szerint felrobbantotta a tudományos közösséget, és szinte az összes laboratórium aktívan kísérletezni kezdett a sodrott grafénnel.
Új felfedezés
Amerikai és japán szakemberekből álló nemzetközi tudományos csoport David Goldhaber-Gordon vezetésével (Stanfordi Egyetem), csak azt tervezte, hogy megismétli kollégáinak kísérletét a szupravezetés feltételeinek újrateremtésére kétrétegű grafén.
De a kísérlet során felfedezték az anyag egy teljesen új tulajdonságát.
Mint kiderült, az elektromos zónák bizonyos kitöltésével erős hatást regisztráltak Hall (keresztirányú potenciálkülönbség kialakulása, amikor áthalad egy elektromos áram anyagán jelenlegi).
A Hall-effektus általában csak egy mágneses mező külső forrásának jelenlétében alakul ki. De a kísérlet során nem volt ilyen forrás, és kiderült, hogy a tudományos csoport rögzítette a rendellenes Hall-hatást, és a mágneses mező közvetlenül az anyagban képződött, amelynek ferromágneses jellegét rögzítés erősítette meg hiszterézis.
Hogyan működik mindez
A tudósok ezt a szokatlan hatást a következőképpen magyarázták:
Egy bizonyos módon megcsavart grafénben egy lapos energiasáv alakult ki, ahol a részecskék hatékony nulla energiával vannak ellátva. Ebben a zónában a mozgás kölcsönhatás nélkül megy végbe egymás és más elemek között. Ez határozza meg az anyag szupravezető tulajdonságait.
Ez azt jelenti, hogy a kialakult szuperrács minden egyes cellája négy elektronot tartalmaz, amelyeknek különféle spin- és orbitális állapota van.
Tehát sikerült megállapítani, hogy a szuperrács-zóna 3⁄4-es kitöltése pontosan felelős a mágnesesség kialakulásáért.
Fontos jegyzet. Meg kell érteni, hogy a 3⁄4 kitöltés azt a tényt jelenti, hogy az elektronszervezet garantálja, hogy három zóna teljesen kitöltődik, a negyedik pedig kitöltetlen marad.
Így kiderül, hogy az elektronok spin- és keringési állapotban polarizáltak. Ez felelős a rendellenes Hall-effektus kialakulásáért, amelyet a kísérletek eredményeként fedeztek fel.
Miért vált lehetővé
Ez a hatás azért vált lehetővé, mert csak két változtatás történt, nevezetesen:
- A grafén réteg mellett a tudósok a fix bór-nitrid réteget is kiszorították.
- Az 1,2 fokos csavarási szöget is megválasztották (korábban a szög 1,1 fokos volt).
Nyitási lehetőségek
Annak ellenére, hogy a létrehozott mező rendkívül kicsi, a gyakorlatban is felhasználható. Így például ennek a hatásnak az alapján hozhat létre új tárolóeszközöket, ahol az információk rögzítése az úgynevezett mágneses bitekben történik, amelyek nem hatnak egymásra.
Hogy a tudósok hány további felfedezést fognak elérni a grafén tanulmányozásával, nem tudni. A legfontosabb az, hogy (felfedezések) megtalálják alkalmazhatóságukat a mindennapi életben, és hasznosak legyenek a társadalom számára.
Ha tetszett az anyag, akkor kedvelje és tegye újra ezt a cikket. Kösz a figyelmet!
Az eredeti cikk felkerül a weboldalra https://energofiksik.com/