Amerikai tudósok megalkották a világ legvékonyabb mágnesét, amelynek vastagsága mindössze egy atom
A Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium és a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem közös kutatócsoportja valódi áttörést ért el, és kétdimenziós mágneses anyagot kapott.
Ugyanakkor a létrehozott mágnes csak egy atom vastag, és a hasonló, korábban létrehozott anyagokkal ellentétben teljes mértékben képes működni szobahőmérsékleten. Ezt az egyedülálló mágnest és annak kilátásait tárgyaljuk.
Egy új mágnes és kilátásai
A távoli 2017 -ben a tudósok tanulmányoztak egy olyan ferromágneses anyagot, mint a króm -trijód, amelyet, mint kiderült, teljesen lehetséges egyrétegűre őrölni, amelynek vastagsága csak egy atom, miközben megőrzi mágnesesség.
Az egyetlen hátrány az volt, hogy a kapott anyag instabil, és szobahőmérsékleten (az anyag) elvesztette mágneses tulajdonságait. És ebben az évben a tudósok megoldást találtak erre a problémára.
A tudósok grafén -oxid, cink és kobalt keverékével kezdték, amelyet később megsütöttek, majd kobalt -atomokkal tarkított cink -oxidréteggé alakítottak át.
Ebben az esetben a kapott anyag vastagsága egy atomnak bizonyult. Ezután a kapott réteget két grafénréteg közé szorították, amelyet később kiégett, és mágneses 2D filmet hagyott maga után.
Az anyaggal végzett további kísérletek azt mutatták, hogy teljesen lehetséges az anyag mágnesességének megváltoztatása az anyag kobalttartalmának megváltoztatásával. Tehát az 5-6% kobaltatom tartalma meglehetősen gyenge mágnesességet adott az anyagnak. És már a koncentráció 12% -ra történő növekedése lehetővé tette kellően erős anyag megszerzését.
A kobalt koncentrációjának 15% -ra való növekedése már a mágneses tulajdonságok csökkenéséhez vezetett, mivel az anyag belsejében megindult a különböző mágneses állapotok versenyének folyamata.
Ezenkívül a tudósok hangsúlyozták, hogy az így kapott 2D mágnes akár 100 Celsius fokos hőmérsékleten is megőrizte tulajdonságait. És mindezzel az anyag is kiderült, hogy hajlítható és szinte bármilyen formát ad neki.
A tanulmány szerzője, Rui Chen, az anyagnak ezt a különleges viselkedését elsősorban a cink -oxidban lévő szabad elektronok jelenlétéhez köti.
Hol használhatja a kapott mágnest?
Először is, egy ilyen egyedülálló anyag megtalálható a tárolóeszközök új generációiban. Tehát a modern memóriaeszközökben a legvékonyabb mágnesfóliákat használják, amelyek vastagsága több száz vagy akár ezer atom. Az egyetlen atom vastag mágnesek alkalmazása lehetővé teszi lényegesen nagyobb sűrűségű eszközök létrehozását.
Ezenkívül a nyílt anyag további lehetőségeket is nyit a kvantumvilág tanulmányozására fizika, lehetővé téve az egyes mágneses atomok megfigyelését, valamint azt is, hogyan egymásra hat.
Tehát az új anyag hasznos lehet a spintronika területén, ahol az elektronok spinjét (és nem a töltésüket) használják az adatok tárolására és feldolgozására. Ezenkívül a tudósok azt sugallják, hogy a 2D mágnes egy kompakt eszköz része lehet, amely nagyban megkönnyíti ezeket a folyamatokat.
A tudósok megosztották az elvégzett munka eredményeit a Nature Communications folyóirat oldalain.
Tetszett az anyag? Akkor értékelje és köszönöm a figyelmet!