Američtí vědci vytvořili nejtenčí magnet na světě o tloušťce pouze jednoho atomu

Společný výzkumný tým z Lawrence Berkeley National Laboratory a University of California v Berkeley dosáhl skutečného průlomu a získal dvourozměrný magnetický materiál.

Vytvořený magnet je přitom silný pouze jeden atom a na rozdíl od podobných dříve vytvořených materiálů může plně fungovat při pokojové teplotě. Tento jedinečný magnet a jeho vyhlídky budou diskutovány.

Vědci udělali zásadní průlom ve světě magnetických materiálů tím, že vyvinuli dvourozměrný magnet, silný pouze jeden atom, pracující při pokojové teplotě. drizzuti / Depositphotos

Nový magnet a jeho vyhlídky

Zpátky v roce 2017, vědci provedli studii takového feromagnetického materiálu, jako chrómu jodid, který, jak se ukázalo, je docela možné brousit na monovrstvu o tloušťce pouze jednoho atomu při zachování jeho magnetismus.

Jedinou nevýhodou bylo, že výsledný materiál byl nestabilní a při pokojové teplotě ztratil (materiál) své magnetické vlastnosti. A letos vědci našli řešení tohoto problému.

Vědci začali se směsí oxidu grafenu, zinku a kobaltu, který byl následně upečen a poté přeměněn na vrstvu oxidu zinečnatého proloženou atomy kobaltu.

V tomto případě se ukázalo, že tloušťka výsledného materiálu je rovna jednomu atomu. Poté byla výsledná vrstva vložena mezi dvě vrstvy grafenu, který byl následně spálen a zanechal za sebou magnetický 2D film.

Další experimenty s materiálem ukázaly, že je docela možné změnit magnetismus materiálu změnou obsahu kobaltu v materiálu. Obsah 5-6% atomů kobaltu tedy dával materiálu poměrně slabý magnetismus. A už zvýšení koncentrace na 12% bylo možné dosáhnout dostatečně pevného materiálu.

Zvýšení koncentrace kobaltu na 15% již vedlo ke snížení magnetických vlastností v důsledku skutečnosti, že uvnitř materiálu začal proces konkurence různých magnetických stavů.

Vědci navíc zdůraznili, že takto získaný 2D magnet si zachoval své vlastnosti i při teplotách až 100 stupňů Celsia. A s tím vším, je materiál také ukázalo, že bylo možné ohnout a dát to téměř jakýkoliv tvar.

Autor studie Rui Chen spojuje toto zvláštní chování materiálu především s přítomností volných elektronů v oxidu zinečnatém.

Kde můžete použít výsledný magnet

Za prvé, jako jedinečný materiál může najít uplatnění v nových generací zařízení pro ukládání dat. V moderních paměťových zařízeních se tedy používají nejtenčí magnetické filmy, jejichž tloušťka je stovky nebo dokonce tisíce atomů. Použití magnetů pouze jeden atom tlustých umožní vytvořit zařízení s podstatně vyšší hustotou.

Kromě toho, otevřený materiál také otevírá další možnosti pro studium svět kvantového fyzika, aby bylo možné pozorovat jednotlivé magnetické atomy, jakož i pozorovat, jak se komunikovat.

Nový materiál tedy může být užitečný v oblasti spintroniky, kde bude pro ukládání a zpracování dat využíváno otáčení elektronů (a ne jejich náboj). Kromě toho vědci naznačují, že 2D magnet může být součástí kompaktního zařízení, které výrazně usnadňuje tyto procesy.

Vědci rozdělili výsledky práce provedené na stránkách časopisu Nature Communications.

Líbil se vám materiál? Pak to ohodnoťte a děkuji za pozornost!