Gli scienziati americani hanno creato il magnete più sottile al mondo con uno spessore di un solo atomo
Un team di ricerca congiunto del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell'Università della California a Berkeley ha fatto una vera svolta e ottenuto materiale magnetico bidimensionale.
Allo stesso tempo, il magnete creato ha uno spessore di un solo atomo e, a differenza di materiali simili creati in precedenza, può funzionare completamente a temperatura ambiente. Sarà discusso questo magnete unico e le sue prospettive.
Un nuovo magnete e le sue prospettive
Nel già lontano 2017, gli scienziati hanno condotto uno studio su un materiale ferromagnetico come il triioduro di cromo, che, come si è scoperto, è del tutto possibile macinare in un monostrato con uno spessore di un solo atomo, pur mantenendo la sua magnetismo.
L'unico inconveniente era che il materiale risultante era instabile ea temperatura ambiente esso (il materiale) perdeva le sue proprietà magnetiche. E quest'anno gli scienziati hanno trovato una soluzione a questo problema.
Gli scienziati hanno iniziato con una miscela di ossido di grafene, zinco e cobalto, che è stata successivamente cotta e poi trasformata in uno strato di ossido di zinco intervallato da atomi di cobalto.
In questo caso, lo spessore del materiale risultante è risultato pari a un atomo. Quindi lo strato risultante è stato inserito tra due strati di grafene, che è stato successivamente bruciato, lasciando dietro di sé un film magnetico 2D.
Ulteriori esperimenti con il materiale hanno mostrato che è possibile modificare il magnetismo del materiale modificando il contenuto di cobalto nel materiale. Quindi il contenuto del 5-6% di atomi di cobalto dava un magnetismo piuttosto debole al materiale. E già un aumento della concentrazione al 12% ha permesso di ottenere un materiale sufficientemente resistente.
Un aumento della concentrazione di cobalto al 15% ha già portato a una diminuzione delle proprietà magnetiche a causa del fatto che è iniziato il processo di competizione di vari stati magnetici all'interno del materiale.
Inoltre, gli scienziati hanno sottolineato che il magnete 2D ottenuto in questo modo ha mantenuto le sue proprietà anche a temperature fino a 100 gradi Celsius. E con tutto ciò, il materiale si è anche rivelato possibile piegare e dargli quasi qualsiasi forma.
L'autore dello studio, Rui Chen, associa questo comportamento speciale del materiale principalmente alla presenza di elettroni liberi nell'ossido di zinco.
Dove puoi usare il magnete risultante?
Innanzitutto, un materiale così unico può trovare applicazione nelle nuove generazioni di dispositivi di archiviazione. Quindi nei moderni dispositivi di memoria vengono utilizzati i film magnetici più sottili, il cui spessore è di centinaia o addirittura migliaia di atomi. L'uso di magneti dello spessore di un solo atomo consentirà di creare dispositivi con una densità significativamente maggiore.
Inoltre, il materiale aperto apre anche ulteriori opportunità per lo studio del mondo quantistico fisica, che consente di osservare singoli atomi magnetici, nonché osservare come essi interagire.
Quindi il nuovo materiale può essere utile nel campo della spintronica, dove lo spin degli elettroni (e non la loro carica) verrà utilizzato per la memorizzazione e l'elaborazione dei dati. Inoltre, gli scienziati suggeriscono che un magnete 2D potrebbe far parte di un dispositivo compatto che facilita enormemente questi processi.
Gli scienziati hanno condiviso i risultati del lavoro svolto sulle pagine della rivista Nature Communications.
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