Amerikos mokslininkai sukūrė ploniausią pasaulyje magnetą, kurio storis yra tik vienas atomas
Jungtinė Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos ir Kalifornijos universiteto Berklyje tyrimų grupė padarė tikrą proveržį ir gavo dvimatę magnetinę medžiagą.
Tuo pačiu metu sukurtas magnetas yra tik vieno atomo storio ir, skirtingai nuo panašių anksčiau sukurtų medžiagų, gali visiškai veikti kambario temperatūroje. Bus aptartas šis unikalus magnetas ir jo perspektyvos.
Naujas magnetas ir jo perspektyvos
2017 m. Mokslininkai atliko tokios feromagnetinės medžiagos kaip chromo trijodidas tyrimą, kurį, kaip paaiškėjo, visiškai įmanoma sumalti iki vieno sluoksnio, kurio storis yra tik vienas atomas, išlaikant jo magnetizmas.
Vienintelis trūkumas buvo tas, kad gauta medžiaga buvo nestabili, o kambario temperatūroje ji (medžiaga) prarado magnetines savybes. Ir šiais metais mokslininkai rado šios problemos sprendimą.
Mokslininkai pradėjo nuo grafeno oksido, cinko ir kobalto mišinio, kuris vėliau buvo iškeptas, o po to paverstas cinko oksido sluoksniu, susipynusiu su kobalto atomais.
Šiuo atveju gautos medžiagos storis pasirodė lygus vienam atomui. Tada gautas sluoksnis buvo įterptas tarp dviejų grafeno sluoksnių, kuris vėliau sudegė, palikdamas magnetinę 2D plėvelę.
Tolesni eksperimentai su medžiaga parodė, kad visiškai įmanoma pakeisti medžiagos magnetizmą keičiant medžiagos kobalto kiekį. Taigi 5-6% kobalto atomų kiekis medžiagai suteikė gana silpną magnetizmą. Ir jau padidinus koncentraciją iki 12%, buvo galima gauti pakankamai stiprią medžiagą.
Padidėjus kobalto koncentracijai iki 15%, magnetinės savybės jau sumažėjo dėl to, kad medžiagos viduje prasidėjo įvairių magnetinių būsenų konkurencijos procesas.
Be to, mokslininkai pabrėžė, kad tokiu būdu gautas 2D magnetas išlaikė savo savybes net esant iki 100 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Ir visa tai, medžiaga taip pat pasirodė esanti įmanoma sulenkti ir suteikti jai beveik bet kokią formą.
Tyrimo autorius Rui Chen šį ypatingą medžiagos elgesį pirmiausia sieja su laisvųjų elektronų buvimu cinko okside.
Kur galite naudoti gautą magnetą?
Visų pirma, tokia unikali medžiaga gali būti pritaikyta naujos kartos saugojimo įrenginiuose. Taigi šiuolaikiniuose atminties įrenginiuose naudojamos ploniausios magnetinės plėvelės, kurių storis yra šimtai ar net tūkstančiai atomų. Naudojant tik vieno atomo storio magnetus, bus galima sukurti žymiai didesnio tankio prietaisus.
Be to, atvira medžiaga taip pat atveria papildomas galimybes studijuoti kvantinį pasaulį fizika, leidžianti stebėti atskirus magnetinius atomus, taip pat stebėti, kaip jie bendrauti.
Taigi naujoji medžiaga gali būti naudinga spintronikos srityje, kur elektronų sukimasis (o ne jų krūvis) bus naudojamas duomenims saugoti ir apdoroti. Be to, mokslininkai teigia, kad 2D magnetas gali būti kompaktiško prietaiso dalis, kuri labai palengvina šiuos procesus.
Mokslininkai pasidalino atlikto darbo rezultatais žurnalo „Nature Communications“ puslapiuose.
Ar jums patiko medžiaga? Tada įvertinkite ir ačiū už dėmesį!