Gedraaid grafeen ontdekte een zeldzame vorm van magnetisme

Dit unieke materiaal werd 15 jaar geleden ontdekt en gedurende deze tijd waren wetenschappers over de hele wereld aan het experimenteren en op zoek naar nieuwe eigenschappen. In dit artikel zal ik het hebben over nieuw onderzoek dat heeft geleid tot de ontdekking van een unieke vorm van magnetisme in grafeen. Dus laten we beginnen.

Nieuwe eigenschappen van gedraaid grafeen

Als referentie. Grafeen is een koolstofvel van slechts één atoom dik en heeft een zeshoekig atoomrooster. Dit materiaal heeft uitstekende thermische en elektrische eigenschappen en het potentieel van het materiaal wordt niet volledig onthuld.

De volgende unieke eigenschappen van grafeen werden ontdekt door een wetenschappelijke groep bestaande uit medewerkers van Columbia University en Washington University.

In de loop van talrijke experimenten werd ontdekt dat verschillende exotische elektronische toestanden, waaronder een zeldzame vorm van magnetisme, kunnen voorkomen in de drielagige structuur van grafeen.

Het experiment is geïnspireerd op recente studies van gedraaide monolagen en gedraaide grafeendubbellagen, gerealiseerd op basis van twee of vier volledige vellen.

Ingenieurs vroegen zich af wat de materiaaleigenschappen zouden zijn als grafeen monolagen en dubbellagen werden gecombineerd tot een gebogen drielaags systeem.

Experimentele vooruitgang en verrassende resultaten

Tijdens het experiment vouwden ingenieurs een enkellaagse grafeenplaat op een dubbellaagse plaat en draaiden de platen een graad.

Daarna werd de resulterende structuur afgekoeld tot een temperatuur van een paar graden boven het absolute nulpunt en begon te observeren.

Er werd dus vastgesteld dat de structuur zich in deze toestand gedroeg als een klassieke isolator. Maar de oorspronkelijke toestand veranderde onmiddellijk nadat het elektromagnetische veld erop was toegepast.

Dus toen het magnetische veld werd gericht op een vel enkellaags grafeen, verwierf het systeem de eigenschappen van een gedraaid tweelaags grafeen. En toen de richting van het magnetische veld werd veranderd, en werd gericht op de tweelagige grafeenplaat, begon het de eigenschappen van een vierlagige structuur te demonstreren.

Er werd ook gevonden dat de structuur in deze toestand unieke magnetische eigenschappen vertoont.

Zoals u weet, is bij klassieke magneten de "spin" van elektronen verantwoordelijk voor de magnetische eigenschappen. Maar in de drielaagse structuur van grafeen werd magnetisme gevormd door de collectieve rotatiebeweging van elektronen.

Precies dezelfde structuur van magnetisme werd ontdekt door een andere wetenschappelijke groep. Dit zijn de enige eigenschappen die worden waargenomen op grafeenplaten op boornitridekristallen.

En huidig ​​wetenschappelijk werk heeft aangetoond dat dezelfde eigenschappen worden waargenomen op een veel eenvoudiger ontwerp, dat alleen uit grafeen bestaat.

Zoals wetenschappers vooral benadrukken, is koolstof geen magnetisch materiaal en daarom is het verrassend dat deze eigenschap alleen kan worden verkregen door grafeenplaten op de juiste manier onder de gewenste draaihoek te plaatsen.

Op dit moment zetten wetenschappers actieve experimenten voort om de fundamentele eigenschappen van nieuwe staten beter te begrijpen. Wetenschappers staan ​​dus nog maar aan het begin van het bestuderen van de verbazingwekkende eigenschappen van grafeen.

Wetenschappers deelden de resultaten van het experiment op de pagina's van het tijdschrift Natuurfysica.

Als je het materiaal leuk vond, steek dan je duimen omhoog, abonneer je en schrijf opmerkingen. Dank u voor uw aandacht!