Anomálny magnet vyrobený zo skrúteného grafénu
V ďalších pokusoch s dvojvrstvovým grafénom, ktorý bol predbežne upnutý medzi plechy nitridu bóru, sa ukázalo, že fixuje prechod látky do magnetického stavu.
Vzhľadom na to, že bolo možné tento jav napraviť, bolo možné prítomnosť potvrdiť anomálny Hallov jav a anomálna magnetická hysterézia. Vysvetľovalo to to najvzácnejším javom - orbitálny feromagnetizmus.
Údaje z výskumu boli publikované vo vedeckom časopise Veda.
Čo je to grafén
Grafén je skutočne jedinečný materiál, ktorý je alotropickou modifikáciou čisteného uhlíka, ktorým je plochý hexagonálny kryštál.
A táto látka je v niekoľkých kategóriách obdarená neobvyklými parametrami. Vedci z celého sveta preto uskutočňujú širokú škálu experimentov s grafénom s cieľom ďalšieho rozšírenia spektra neobvyklých vlastností.
Len pred pár rokmi sa teda zistilo, že grafén má jedinečné vlastnosti vodivosti ako výsledok experimentov s uhlom rotácie vrstiev o seba navzájom takzvaným „magickým“ uhlom.
Fyzika tohto objavu korelovala s vytvorením superlattice (opakujúci sa moaré vzor).
Tento objav doslova vyhodil do vzduchu vedeckú komunitu a takmer všetky laboratóriá začali aktívne experimentovať so skrúteným grafénom.
Nový objav
Medzinárodná výskumná skupina amerických a japonských odborníkov pod vedením Davida Goldhabera-Gordona (Stanfordská univerzita), plánovala iba zopakovať experiment svojich kolegov s cieľom znovu vytvoriť podmienky supravodivosti dvojvrstvový grafén.
Ale v priebehu experimentu bola objavená úplne nová vlastnosť materiálu.
Ako sa ukázalo, s určitým naplnením zón elektrickej energie bol zaznamenaný silný účinok Hall (vznik rozdielu priečneho potenciálu pri prechode elektrickým materiálom prúd).
Hallov efekt sa typicky formuje iba v prítomnosti externého zdroja magnetického poľa. Ale počas experimentu nebol taký zdroj a ukázalo sa, že vedecká skupina zaznamenala anomálny Hallov jav, a magnetické pole vzniklo priamo v materiáli, ktorého feromagnetická povaha sa potvrdila fixáciou hysteréza.
Ako to celé funguje
Vedci vysvetlili tento neobvyklý efekt nasledovne:
V graféne skrútenom určitým spôsobom sa vytvoril plochý energetický pás, kde sú častice obdarené účinnou nulovou energiou. V tejto zóne dochádza k pohybu bez vzájomnej interakcie s ostatnými prvkami. To je to, čo určuje supravodivé vlastnosti materiálu.
To znamená, že každá jednotková bunka vytvorenej superlattice obsahuje štyri elektróny s pármi rôznych spinových a orbitálnych stavov.
Bolo teda možné zistiť, že naplnenie superlattickej zóny o 3⁄4 je presne zodpovedné za vznik magnetizmu.
Dôležitá poznámka. Malo by sa chápať, že plnenie 3⁄4 znamená skutočnosť, že organizácia elektrónov zaisťuje úplné naplnenie troch zón a štvrtá zostáva nevyplnená.
Ukazuje sa teda, že elektróny sú polarizované v spinových a orbitálnych stavoch. To je zodpovedné za vznik anomálneho Hallovho javu, ktorý bol objavený v dôsledku experimentov.
Prečo sa to stalo možným
Tento efekt sa stal možným, pretože sa uskutočnili iba dve zmeny, a to:
- Vedci okrem grafénovej vrstvy premiestnili aj pevnú vrstvu nitridu bóru.
- Bol tiež zvolený uhol zákrutu 1,2 stupňa (predtým bol uhol 1,1 stupňa).
Otváracie vyhliadky
Aj keď je generované pole extrémne malé, dá sa použiť aj v praxi. Takže napríklad na základe tohto efektu môžete vytvárať nové úložné zariadenia, kde k fixácii informácií dochádza v takzvaných magnetických bitoch, ktoré sa navzájom neovplyvňujú.
Koľko ďalších objavov vedci urobia štúdiom grafénu, nie je známe. Najdôležitejšie je, aby (objavy) našli svoje uplatnenie v každodennom živote a boli užitočné pre spoločnosť.
Ak sa vám materiál páčil, potom lajknite a preposielajte tento článok. Ďakujem za pozornosť!
Pôvodný článok je uverejnený na webových stránkach https://energofiksik.com/