Magnete anomalo in grafene ritorto

Nei successivi esperimenti con grafene a due strati, che è stato preliminarmente bloccato tra fogli di nitruro di boro, si è scoperto che fissa la transizione della sostanza in uno stato magnetico.

A causa del fatto che è stato possibile risolvere questo fenomeno, è stato possibile confermare la presenza di effetto Hall anomalo e isteresi magnetica anomala. È stato spiegato dal fenomeno più raro - ferromagnetismo orbitale.

I dati della ricerca sono stati pubblicati su una rivista scientifica Scienza.

Cos'è il grafene

Il grafene è un materiale davvero unico che è una modifica allotropica del carbonio purificato, che è un cristallo esagonale piatto.

E questa sostanza è dotata di parametri insoliti in diverse categorie. Pertanto, gli scienziati di tutto il mondo stanno conducendo un'ampia varietà di esperimenti con il grafene al fine di espandere ulteriormente lo spettro di proprietà insolite.

Quindi, solo un paio di anni fa, è stato scoperto che il grafene ha proprietà di conduttività uniche come risultato di esperimenti con l'angolo di rotazione degli strati dal cosiddetto angolo "magico" l'uno rispetto all'altro.

La fisica di questa scoperta è stata correlata alla formazione di un superlattice (pattern moiré ripetuto).

Questa scoperta ha letteralmente fatto esplodere la comunità scientifica e quasi tutti i laboratori hanno iniziato a sperimentare attivamente con il grafene contorto.

Nuova scoperta

Un gruppo di ricerca internazionale di esperti americani e giapponesi guidato da David Goldhaber-Gordon (Stanford University), ha pianificato solo di ripetere l'esperimento dei suoi colleghi per ricreare le condizioni di superconduttività grafene a doppio strato.

Ma nel corso dell'esperimento, è stata scoperta una proprietà completamente nuova del materiale.

Come si è scoperto, con un certo riempimento delle zone di potenza elettrica, è stato registrato un forte effetto Hall (la formazione di una differenza di potenziale trasversale quando si passa attraverso il materiale di un elettrico attuale).

Di regola, l'effetto Hall si forma solo in presenza di una sorgente esterna di un campo magnetico. Ma durante l'esperimento, non c'era una tale fonte e si scopre che il gruppo scientifico ha registrato l'anomalo effetto Hall, e il campo magnetico si è formato direttamente nel materiale, la cui natura ferromagnetica è stata confermata dalla fissazione isteresi.

Come funziona tutto

Gli scienziati hanno spiegato questo effetto insolito come segue:

Nel grafene ritorto in un certo modo, si è formata una banda di energia piatta, dove le particelle sono dotate di energia zero effettiva. In quest'area, il movimento avviene senza interazione tra gli altri e gli altri elementi. Questo è ciò che determina le proprietà superconduttrici del materiale.

Ciò significa che ogni cella unitaria del super reticolo formato contiene quattro elettroni con coppie di diversi stati di spin e orbitali.

Quindi è stato possibile stabilire che il riempimento della zona del super reticolo di 3⁄4 è precisamente responsabile della formazione del magnetismo.

Nota importante. Dovrebbe essere chiaro che 3⁄4 di riempimento significa il fatto che l'organizzazione degli elettroni assicura che tre zone siano completamente riempite e la quarta rimanga vuota.

Pertanto, gli elettroni risultano essere polarizzati negli stati di spin e orbitali. Questo è responsabile della formazione dell'effetto Hall anomalo, scoperto a seguito di esperimenti.

Perché è diventato possibile

Questo effetto è diventato possibile perché sono state apportate solo due modifiche, vale a dire:

• Oltre allo strato di grafene, gli scienziati hanno anche spostato lo strato di nitruro di boro fisso.
• È stato scelto anche l'angolo di torsione di 1,2 gradi (in precedenza l'angolo era di 1,1 gradi).

Prospettive di apertura

Anche se il campo generato è estremamente piccolo, può essere utilizzato anche nella pratica. Quindi, ad esempio, in base a questo effetto, è possibile creare nuovi dispositivi di archiviazione, in cui la fissazione delle informazioni avviene nei cosiddetti bit magnetici, che non si influenzano a vicenda.

Quante altre scoperte faranno gli scienziati studiando il grafene è sconosciuto. La cosa più importante è che (le scoperte) trovino la loro applicazione nella vita di tutti i giorni e siano utili alla società.

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L'articolo originale è pubblicato sul sito web https://energofiksik.com/