Ameriški znanstveniki so ustvarili najtanjši magnet na svetu z debelino le enega atoma
Skupna raziskovalna skupina iz nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley in kalifornijske univerze v Berkeleyju je naredila pravi preboj in pridobila dvodimenzionalni magnetni material.
Hkrati je ustvarjeni magnet debel le en atom in za razliko od podobnih predhodno ustvarjenih materialov lahko v celoti deluje pri sobni temperaturi. Ta edinstven magnet in njegove možnosti bodo obravnavane.
Nov magnet in njegove možnosti
Že leta 2017 so znanstveniki izvedli študijo takega feromagnetnega materiala, kot je kromov trijodid, ki se je, kot se je izkazalo, povsem možno zmleti v enoplast z debelino le enega atoma, hkrati pa ohraniti magnetizem.
Edina pomanjkljivost je bila, da je nastali material nestabilen in je pri sobni temperaturi (material) izgubil svoje magnetne lastnosti. Letos so znanstveniki našli rešitev za to težavo.
Znanstveniki so začeli z mešanico grafenovega oksida, cinka in kobalta, ki so jo nato spekli in nato preoblikovali v plast cinkovega oksida, prepredene z atomi kobalta.
V tem primeru se je izkazalo, da je debelina nastalega materiala enaka enemu atomu. Nato je nastala plast stisnjena med dve plasti grafena, ki je bil nato zgorel, za seboj pa je ostal magnetni 2D film.
Nadaljnji poskusi z materialom so pokazali, da je povsem mogoče spremeniti magnetizem materiala s spremembo vsebnosti kobalta v materialu. Tako je vsebnost 5-6% atomov kobalta dajala materialu precej šibek magnetizem. In že povečanje koncentracije na 12% je omogočilo pridobitev dovolj močnega materiala.
Povečanje koncentracije kobalta na 15% je že privedlo do zmanjšanja magnetnih lastnosti zaradi dejstva, da se je v materialu začel proces tekmovanja različnih magnetnih stanj.
Poleg tega so znanstveniki poudarili, da tako pridobljeni 2D magnet ohranja svoje lastnosti tudi pri temperaturah do 100 stopinj Celzija. In ob vsem tem se je izkazalo, da je material mogoče upogniti in mu dati skoraj vsako obliko.
Avtor študije Rui Chen povezuje to posebno vedenje materiala predvsem s prisotnostjo prostih elektronov v cinkovem oksidu.
Kje lahko uporabite nastali magnet
Prvič, tako edinstven material lahko najde uporabo v novih generacijah pomnilniških naprav. Tako se v sodobnih pomnilniških napravah uporabljajo najtanjši magnetni filmi, katerih debelina je na stotine ali celo na tisoče atomov. Uporaba magnetov debeline le enega atoma bo omogočila izdelavo naprav z znatno večjo gostoto.
Poleg tega odprto gradivo odpira tudi dodatne možnosti za preučevanje kvantnega sveta fizike, ki omogoča opazovanje posameznih magnetnih atomov in opazovanje njihovega delovanja interakcijo.
Tako je lahko nov material uporaben na področju spintronike, kjer bo spin elektronov (in ne njihov naboj) uporabljen za shranjevanje in obdelavo podatkov. Poleg tega znanstveniki kažejo, da je 2D magnet lahko del kompaktne naprave, ki močno olajša te procese.
Znanstveniki so rezultate dela opravili na straneh revije Nature Communications.
Vam je bil material všeč? Potem ocenite in hvala za pozornost!