Americkí vedci vytvorili najtenší magnet na svete s hrúbkou iba jedného atómu
Spoločný výskumný tím z Národného laboratória Lawrence Berkeleyho a Kalifornskej univerzity v Berkeley urobil skutočný prielom a získal dvojrozmerný magnetický materiál.
Vytvorený magnet je zároveň hrubý iba jeden atóm a na rozdiel od podobných predtým vytvorených materiálov môže plne fungovať pri izbovej teplote. Tento jedinečný magnet a jeho perspektívy budú prediskutované.
Nový magnet a jeho perspektívy
V roku 2017 vedci vykonali štúdiu takého feromagnetického materiálu, akým je trijodid chromitý, ktoré, ako sa ukázalo, je celkom možné rozomlieť na monovrstvu s hrúbkou iba jedného atómu, pričom sa zachová jeho magnetizmus.
Jedinou nevýhodou bolo, že výsledný materiál bol nestabilný a pri izbovej teplote stratil (materiál) svoje magnetické vlastnosti. A tento rok vedci našli riešenie tohto problému.
Vedci začali so zmesou oxidu grafénu, zinku a kobaltu, ktorý bol následne upečený a potom premenený na vrstvu oxidu zinočnatého popretkávanú atómami kobaltu.
V tomto prípade sa hrúbka výsledného materiálu ukázala byť rovná jednému atómu. Potom bola výsledná vrstva vložená medzi dve vrstvy grafénu, ktoré boli následne spálené a zanechali za sebou magnetický 2D film.
Ďalšie experimenty s materiálom ukázali, že je celkom možné zmeniť magnetizmus materiálu zmenou obsahu kobaltu v materiáli. Obsah 5-6% atómov kobaltu dodával materiálu dosť slabý magnetizmus. A už zvýšenie koncentrácie na 12% umožnilo získať dostatočne pevný materiál.
Zvýšenie koncentrácie kobaltu na 15% už viedlo k zníženiu magnetických vlastností v dôsledku skutočnosti, že vo vnútri materiálu začal proces konkurencie rôznych magnetických stavov.
Vedci navyše zdôraznili, že takto získaný 2D magnet si zachoval svoje vlastnosti aj pri teplotách do 100 stupňov Celzia. A pri tom všetkom sa materiál ukázal byť tiež možné ohnúť a dať mu takmer akýkoľvek tvar.
Autor štúdie Rui Chen spája toto špeciálne správanie materiálu predovšetkým s prítomnosťou voľných elektrónov v oxide zinočnatom.
Kde môžete použiť výsledný magnet
Po prvé, takýto jedinečný materiál môže nájsť uplatnenie v nových generáciách úložných zariadení. V moderných pamäťových zariadeniach sa teda používajú najtenšie magnetické filmy, ktorých hrúbka je stovky alebo dokonca tisíce atómov. Použitie magnetov s hrúbkou iba jeden atóm umožní vytvoriť zariadenia s výrazne vyššou hustotou.
Otvorený materiál navyše otvára ďalšie príležitosti pre štúdium sveta kvanta fyzika, ktorá umožňuje pozorovať jednotlivé magnetické atómy a tiež pozorovať, ako na to komunikovať.
Nový materiál teda môže byť užitočný v oblasti spintroniky, kde sa na ukladanie a spracovanie údajov použije spin elektrónov (a nie ich náboj). Vedci navyše naznačujú, že 2D magnet môže byť súčasťou kompaktného zariadenia, ktoré tieto procesy výrazne uľahčuje.
Vedci sa podelili o výsledky práce vykonanej na stránkach časopisu Nature Communications.
Páčil sa vám materiál? Potom to ohodnoťte a ďakujem vám za pozornosť!