Kroucený grafen objevil vzácnou formu magnetismu

Tento jedinečný materiál byl objeven před 15 lety a během této doby vědci z celého světa experimentovali a hledali nové vlastnosti. V tomto článku budu hovořit o novém výzkumu, který vedl k objevu jedinečné formy magnetismu v grafenu. Pojďme tedy začít.

Nové vlastnosti zkrouceného grafenu

Pro referenci. Grafen je vrstva uhlíku, která je silná pouze jeden atom a má hexagonální atomovou mřížku. Tento materiál má vynikající tepelné a elektrické vlastnosti a jeho potenciál není plně odhalen.

Další jedinečné vlastnosti grafenu objevila vědecká skupina složená ze zaměstnanců Columbia University a Washington University.

V průběhu mnoha experimentů bylo zjištěno, že se ve třívrstvé struktuře grafenu mohou objevit různé exotické elektronické stavy, včetně vzácné formy magnetismu.

Experiment byl inspirován nedávnými studiemi zkroucených jednovrstev a zkroucených grafenových dvojvrstev, realizovaných ze dvou nebo čtyř plných listů.

Inženýři uvažovali, jaké by byly materiálové vlastnosti, kdyby se spojily grafenové monovrstvy a dvojvrstvy do zakřiveného třívrstvého systému.

Pokusný pokrok a překvapivé výsledky

Během experimentu inženýři složili jednovrstvý grafenový list na dvouvrstvý list a listy otočili o jeden stupeň.

Poté byla výsledná struktura ochlazena na teplotu několik stupňů nad absolutní nulou a začala pozorovat.

Bylo tedy zjištěno, že v tomto stavu se struktura chovala jako klasický izolátor. Ale původní stav se změnil bezprostředně poté, co bylo na něj aplikováno elektromagnetické pole.

Když tedy bylo magnetické pole směrováno na list jednovrstvého grafenu, systém získal vlastnosti zkrouceného dvouvrstvého grafenu. A když se změnil směr magnetického pole a byl směrován na dvouvrstvý grafenový list, začalo to demonstrovat vlastnosti čtyřvrstvé struktury.

Bylo také zjištěno, že v tomto stavu struktura vykazuje jedinečné magnetické vlastnosti.

Jak víte, v klasických magnetech je za magnetické vlastnosti zodpovědná „rotace“ elektronů. Ale ve třívrstvé struktuře grafenu se magnetismus vytvořil díky kolektivnímu rotačnímu pohybu elektronů.

Přesně stejnou strukturu magnetismu objevila jiná vědecká skupina. Pouze takové vlastnosti byly pozorovány na grafenových listech umístěných na krystalech nitridu boru.

A současná vědecká práce ukázala, že stejné vlastnosti jsou pozorovány v mnohem jednodušším designu, který se skládá pouze z grafenu.

Jak vědci zvláště zdůrazňují, uhlík není magnetický materiál, a proto je překvapivé, že této vlastnosti lze dosáhnout pouze správným umístěním grafenových desek v požadovaném úhlu zkroucení.

V současné době vědci pokračují v aktivních experimentech, aby lépe porozuměli základním vlastnostem nových států. Vědci jsou tedy teprve na samém začátku studia úžasných vlastností grafenu.

Vědci sdíleli výsledky experimentu na stránkách časopisu Fyzika přírody.

Pokud se vám materiál líbil, zvedněte palce, přihlaste se k odběru a napište komentáře. Děkuji za pozornost!