Anomální magnet vyrobený ze zkrouceného grafenu
V dalších experimentech s dvouvrstvým grafenem, který byl předběžně upnut mezi listy nitridu boru, se ukázalo, že fixuje přechod látky do magnetického stavu.
Vzhledem k tomu, že bylo možné tento jev opravit, bylo možné potvrdit přítomnost anomální Hallův jev a anomální magnetická hystereze. Vysvětlovalo to nejvzácnější jev - orbitální feromagnetismus.
Data výzkumu byla publikována ve vědeckém časopise Věda.
Co je to grafen
Grafen je skutečně jedinečný materiál, který je alotropickou modifikací čištěného uhlíku, kterým je plochý hexagonální krystal.
A tato látka má v několika kategoriích neobvyklé parametry. Vědci z celého světa proto provádějí celou řadu experimentů s grafenem, aby dále rozšířili spektrum neobvyklých vlastností.
Jen před pár lety tedy bylo zjištěno, že grafen má jedinečné vlastnosti vodivosti jako výsledek experimentů s úhlem otáčení vrstev v takzvaném „magickém“ úhlu vůči sobě navzájem.
Fyzika tohoto objevu souvisela s vytvořením superlattice (opakující se moaré vzor).
Tento objev doslova vyhodil do vzduchu vědeckou komunitu a téměř všechny laboratoře začaly aktivně experimentovat se zkrouceným grafenem.
Nový objev
Mezinárodní vědecká skupina složená z amerických a japonských specialistů pod vedením Davida Goldhabera-Gordona (Stanford University), plánovala pouze opakovat experiment svých kolegů, aby znovu vytvořila podmínky supravodivosti dvouvrstvý grafen.
V průběhu experimentu však byla objevena zcela nová vlastnost materiálu.
Jak se ukázalo, s určitým naplněním zón elektrické energie byl zaznamenán silný účinek Hall (tvorba rozdílu příčného potenciálu při průchodu elektrickým materiálem proud).
Hallův jev se obvykle vytváří pouze v přítomnosti vnějšího zdroje magnetického pole. Ale během experimentu nebyl žádný takový zdroj a ukázalo se, že vědecká skupina zaznamenala anomální Hallův efekt, a magnetické pole bylo vytvořeno přímo v materiálu, jehož feromagnetická povaha byla potvrzena fixací hystereze.
Jak to všechno funguje
Vědci vysvětlili tento neobvyklý účinek následovně:
V jistém způsobem zkrouceném grafenu vznikl plochý energetický pás, kde jsou částice vybaveny účinnou nulovou energií. V této zóně dochází k pohybu bez vzájemné interakce s ostatními prvky. To je to, co určuje supravodivé vlastnosti materiálu.
To znamená, že každá jednotková buňka vytvořené superlattice obsahuje čtyři elektrony s dvojicemi různých spinových a orbitálních stavů.
Bylo tedy možné zjistit, že naplnění superlattické zóny o 3⁄4 je přesně zodpovědné za vznik magnetismu.
Důležitá poznámka. Mělo by být zřejmé, že plnění 3⁄4 znamená skutečnost, že elektronová organizace zaručuje, že tři zóny jsou zcela naplněny a čtvrtá zůstává nevyplněna.
Ukázalo se tedy, že elektrony jsou polarizovány ve spinových a orbitálních stavech. To je zodpovědné za vznik anomálního Hallova jevu, který byl objeven v důsledku experimentů.
Proč se to stalo možným
Tento efekt byl možný, protože byly provedeny pouze dvě změny, a to:
- Vedle grafenové vrstvy vědci přemístili také pevnou vrstvu nitridu boru.
- Rovněž byl zvolen úhel otočení 1,2 stupně (dříve byl úhel 1,1 stupně).
Otevírací vyhlídky
I když je generované pole extrémně malé, lze ho použít i v praxi. Například na základě tohoto efektu můžete vytvořit nová úložná zařízení, kde k fixaci informací dochází v takzvaných magnetických bitech, které se navzájem neovlivňují.
Kolik dalších objevů vědci provedou studiem grafenu, není známo. Nejdůležitější je, aby (objevy) našli své uplatnění v každodenním životě a byly užitečné pro společnost.
Pokud se vám materiál líbil, lajkněte a přeposílejte tento článek. Děkuji za pozornost!
Původní článek je zveřejněn na webových stránkách https://energofiksik.com/