Američki znanstvenici stvorili su najtanji magnet na svijetu debljine samo jednog atoma

Zajednički istraživački tim Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i Kalifornijskog sveučilišta u Berkeleyju napravio je pravi iskorak i dobio je dvodimenzionalni magnetski materijal.

Istodobno, stvoreni magnet debljine je samo jednog atoma i, za razliku od sličnih prethodno stvorenih materijala, može u potpunosti funkcionirati na sobnoj temperaturi. O ovom jedinstvenom magnetu i njegovim izgledima bit će riječi.

Znanstvenici su napravili veliki proboj u svijetu magnetskih materijala razvijanjem dvodimenzionalnog magneta, debljine samo jednog atoma, koji djeluje na sobnoj temperaturi. drizzuti / Depositphotos

Novi magnet i njegovi izgledi

Još 2017. znanstvenici su proveli istraživanje takvog feromagnetnog materijala kao što je kromov trijodid, koju je, pokazalo se, sasvim moguće samljeti u jednoslojni sloj debljine samo jednog atoma, zadržavajući pritom svoj magnetizam.

Jedini nedostatak bio je to što je nastali materijal bio nestabilan, a na sobnoj temperaturi je (materijal) izgubio magnetska svojstva. I ove godine znanstvenici su pronašli rješenje za ovaj problem.

Znanstvenici su započeli sa mješavinom grafen oksida, cinka i kobalta, koja je potom pečena, a zatim pretvorena u sloj cinkovog oksida prošaranog atomima kobalta.

U tom se slučaju pokazalo da je debljina rezultirajućeg materijala jednaka jednom atomu. Zatim je rezultirajući sloj stisnut između dva sloja grafena, koji je potom izgorio, ostavljajući iza sebe magnetski 2D film.

Daljnji pokusi s materijalom pokazali su da je sasvim moguće promijeniti magnetizam materijala promjenom sadržaja kobalta u materijalu. Dakle, sadržaj 5-6% atoma kobalta dao je prilično slab magnetizam materijalu. A već je povećanje koncentracije na 12% omogućilo dobivanje dovoljno čvrstog materijala.

Povećanje koncentracije kobalta na 15% već je dovelo do smanjenja magnetskih svojstava zbog činjenice da je proces natjecanja različitih magnetskih stanja započeo unutar materijala.

Osim toga, znanstvenici su naglasili da je 2D magnet dobiven na ovaj način zadržao svoja svojstva čak i na temperaturama do 100 stupnjeva Celzijusa. A uz sve to, pokazalo se da je i materijal moguće saviti i dati mu gotovo bilo koji oblik.

Autor studije, Rui Chen, povezuje ovo posebno ponašanje materijala prvenstveno s prisutnošću slobodnih elektrona u cinkovom oksidu.

Gdje možete koristiti nastali magnet

Prije svega, takav jedinstveni materijal može pronaći primjenu u novim generacijama uređaja za pohranu. Tako se u suvremenim memorijskim uređajima koriste najtanji magnetski filmovi čija je debljina stotine ili čak tisuće atoma. Korištenje magneta debljine samo jednog atoma omogućit će stvaranje uređaja sa znatno većom gustoćom.

Osim toga, otvoreni materijal otvara i dodatne mogućnosti za proučavanje svijeta kvantiteta fizike, omogućujući promatranje pojedinih magnetskih atoma, kao i promatranje kako oni komunicirati.

Dakle, novi materijal može biti koristan u području spintronike, gdje će se spin elektrona (a ne njihov naboj) koristiti za pohranu i obradu podataka. Osim toga, znanstvenici sugeriraju da 2D magnet može biti dio kompaktnog uređaja koji uvelike olakšava te procese.

Znanstvenici su rezultate rada izvršili na stranicama časopisa Nature Communications.

Sviđa li vam se materijal? Zatim ga ocijenite i hvala vam na pažnji!