Anomalen magnet iz zvitega grafena

V naslednjih poskusih z dvoslojnim grafenom, ki je bil predhodno vpet med pločevine borovega nitrida, se je izkazalo, da je določil prehod snovi v magnetno stanje.

Ker je bilo mogoče ta pojav odpraviti, je bilo mogoče potrditi prisotnost anomalen Hallov učinek in anomalna magnetna histereza. Pojasnili so ga z najbolj redkim pojavom - orbitalni feromagnetizem.

Podatki o raziskavi so bili objavljeni v znanstveni reviji Znanost.

Kaj je grafen

Grafen je resnično edinstven material, ki je alotropna modifikacija prečiščenega ogljika, ki je ravno šesterokotni kristal.

Snov je v več kategorijah obdarjena z nenavadnimi parametri. Zato znanstveniki po vsem svetu izvajajo najrazličnejše poskuse z grafenom, da bi še bolj razširili spekter nenavadnih lastnosti.

Pred nekaj leti je bilo torej ugotovljeno, da ima grafen edinstvene lastnosti prevodnosti kot rezultat eksperimentov z kotom vrtenja plasti za tako imenovani "čarobni" kot med seboj.

Fizika tega odkritja je bila korelirana z nastankom superrešetke (ponavljajoč moiré vzorec).

To odkritje je dobesedno razstrelilo znanstveno skupnost in skoraj vsi laboratoriji so začeli aktivno eksperimentirati z zvitim grafenom.

Novo odkritje

Mednarodna raziskovalna skupina ameriških in japonskih strokovnjakov pod vodstvom Davida Goldhaber-Gordona (Stanfordska univerza), nameravala je le ponoviti poskus svojih kolegov, da bi poustvarila pogoje superprevodnosti dvoslojni grafen.

Toda med poskusom je bila odkrita popolnoma nova lastnost materiala.

Kot se je izkazalo, je bil z določenim polnjenjem elektroenergetskih con zabeležen močan učinek Hall (nastanek prečne potencialne razlike pri prehodu skozi material elektrike trenutno).

Hallov učinek praviloma nastane le ob prisotnosti zunanjega vira magnetnega polja. Toda med poskusom takega vira ni bilo in izkazalo se je, da je znanstvena skupina zabeležila nenavaden Hallov učinek in magnetno polje je nastalo neposredno v materialu, katerega feromagnetno naravo je potrdila fiksacija histereza.

Kako vse deluje

Znanstveniki so ta nenavaden učinek pojasnili na naslednji način:

V grafenu, ki je bil zvit na določen način, je nastal raven energijski pas, kjer so delci obdarjeni z učinkovito ničelno energijo. V tem območju se gibanje dogaja brez medsebojnega vplivanja med seboj in drugimi elementi. To je tisto, kar določa superprevodne lastnosti materiala.

To pomeni, da vsaka enotna celica oblikovane superrešetke vsebuje štiri elektrone s pari različnih spin in orbitalnih stanj.

Tako je bilo mogoče ugotoviti, da je polnjenje cone superrešetke za 3⁄4 natančno odgovorno za nastanek magnetizma.

Pomembno. Razumeti je treba, da 3⁄4 polnjenja pomeni dejstvo, da organizacija elektronov zagotavlja, da so tri cone popolnoma napolnjene, četrto pa ostane neizpolnjeno.

Tako se izkaže, da so elektroni polarizirani v spinskem in orbitalnem stanju. Ta je odgovoren za nastanek nepravilnega Hallovega učinka, ki je bil odkrit s poskusi.

Zakaj je to mogoče

Ta učinek je postal mogoč, ker sta bili izvedeni le dve spremembi, in sicer:

• Poleg plasti grafena so znanstveniki premaknili tudi fiksni sloj borovega nitrida.
• Izbran je bil tudi kot zasuka 1,2 stopinje (prej je bil kot 1,1 stopinje).

Možnosti odpiranja

Čeprav je ustvarjeno polje izredno majhno, ga lahko uporabimo tudi v praksi. Tako lahko na primer na podlagi tega učinka ustvarite nove pomnilniške naprave, kjer fiksacija informacij poteka v tako imenovanih magnetnih bitjih, ki ne vplivajo drug na drugega.

Koliko odkritij bodo znanstveniki prišli s preučevanjem grafena, ni znano. Najpomembneje je, da se (odkritja) znajdejo v vsakdanjem življenju in so koristna družbi.

Če vam je bil material všeč, potem ta članek všečkajte in objavite. Hvala za pozornost!

Izvirni članek je objavljen na spletni strani https://energofiksik.com/