Afwijkende magneet gemaakt van gedraaid grafeen

In de volgende experimenten met tweelaags grafeen, dat voorlopig tussen platen boornitride was geklemd, bleek het de overgang van de stof naar een magnetische toestand te fixeren.

Omdat het mogelijk was dit fenomeen op te lossen, was het mogelijk om de aanwezigheid van abnormaal Hall-effect en abnormale magnetische hysterese. Het werd verklaard door het zeldzaamste fenomeen - orbitaal ferromagnetisme.

De onderzoeksgegevens zijn gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift Wetenschap.

Wat is grafeen

Grafeen is een echt uniek materiaal, dat een allotrope modificatie is van gezuiverde koolstof, een plat hexagonaal kristal.

En deze stof is begiftigd met ongebruikelijke parameters in verschillende categorieën. Daarom voeren wetenschappers over de hele wereld een breed scala aan experimenten uit met grafeen om het spectrum van ongebruikelijke eigenschappen verder uit te breiden.

Dus slechts een paar jaar geleden werd ontdekt dat grafeen unieke geleidbaarheidseigenschappen heeft als resultaat van experimenten met de rotatiehoek van de lagen onder de zogenaamde "magische" hoek ten opzichte van elkaar.

De fysica van deze ontdekking was gecorreleerd met de vorming van een superrooster (herhalend moiré-patroon).

Deze ontdekking blies letterlijk de wetenschappelijke gemeenschap op en bijna alle laboratoria begonnen actief te experimenteren met gedraaid grafeen.

Nieuwe ontdekking

Een internationale wetenschappelijke groep bestaande uit Amerikaanse en Japanse specialisten onder leiding van David Goldhaber-Gordon (Stanford University), was alleen van plan om het experiment van haar collega's te herhalen om de omstandigheden van supergeleiding na te bootsen dubbellaag grafeen.

Maar in de loop van het experiment werd een geheel nieuwe eigenschap van het materiaal ontdekt.

Het bleek dat met een zekere vulling van de elektrische stroomzones een sterk effect werd geregistreerd Hall (de vorming van een transversaal potentiaalverschil bij het passeren door het materiaal van een elektrische actueel).

In de regel wordt het Hall-effect alleen gevormd in aanwezigheid van een externe bron van een magnetisch veld. Maar tijdens het experiment was er geen dergelijke bron en het blijkt dat de wetenschappelijke groep het abnormale Hall-effect heeft geregistreerd, en het magnetische veld werd direct in het materiaal gevormd, waarvan de ferromagnetische aard werd bevestigd door fixatie hysterese.

Hoe het allemaal werkt

Wetenschappers hebben dit ongebruikelijke effect als volgt uitgelegd:

In grafeen dat op een bepaalde manier is gedraaid, werd een platte energieband gevormd, waar de deeltjes effectieve nulenergie krijgen. In deze zone vindt beweging plaats zonder interactie tussen elkaar en andere elementen. Dit is wat de supergeleidende eigenschappen van het materiaal bepaalt.

Dit betekent dat elke eenheidscel van het gevormde superrooster vier elektronen bevat met paren van verschillende spin- en orbitale toestanden.

Het was dus mogelijk om vast te stellen dat het vullen van de superroosterzone met 3⁄4 precies verantwoordelijk is voor de vorming van magnetisme.

Belangrijke notitie. Begrepen moet worden dat 3⁄4 vulling betekent dat de elektronenorganisatie garandeert dat drie zones volledig gevuld zijn en de vierde niet gevuld blijft.

Zo blijken elektronen te zijn gepolariseerd in spin- en orbitale toestanden. Dit is verantwoordelijk voor de vorming van het abnormale Hall-effect, dat werd ontdekt als resultaat van experimenten.

Waarom het mogelijk werd

Dit effect werd mogelijk doordat er slechts twee wijzigingen zijn aangebracht, namelijk:

• Naast de grafeenlaag hebben de wetenschappers ook de vaste boornitridelaag verdrongen.
• Ook is gekozen voor de draaihoek van 1,2 graden (voorheen was de hoek 1,1 graden).

Vooruitzichten openen

Hoewel het gegenereerde veld extreem klein is, kan het ook in de praktijk worden gebruikt. Op basis van dit effect kun je dus bijvoorbeeld nieuwe opslagmedia creëren, waarbij de fixatie van informatie plaatsvindt in de zogenaamde magnetische bits die elkaar niet beïnvloeden.

Hoeveel meer ontdekkingen wetenschappers zullen doen door grafeen te bestuderen, is onbekend. Het belangrijkste is dat zij (ontdekkingen) hun toepassing vinden in het dagelijks leven en nuttig zijn voor de samenleving.

Als je het materiaal leuk vond, vind het dan leuk en plaats dit artikel opnieuw. Bedankt voor de aandacht!

Het originele artikel is op de website geplaatst https://energofiksik.com/