Avvikende magnet laget av vridd grafen

I de neste eksperimentene med to-lags grafen, som foreløpig ble fastspent mellom ark av bornitrid, viste det seg å fikse stoffets overgang til magnetisk tilstand.

På grunn av det faktum at det var mulig å fikse dette fenomenet, var det mulig å bekrefte tilstedeværelsen av avvikende Hall-effekt og avvikende magnetisk hysterese. Det ble forklart av det sjeldneste fenomenet - orbital ferromagnetisme.

Forskningsdataene ble publisert i et vitenskapelig tidsskrift Vitenskap.

Hva er grafen

Grafen er et virkelig unikt materiale som er en allotropisk modifikasjon av renset karbon, som er en flat sekskantet krystall.

Og stoffet er utstyrt med uvanlige parametere i flere kategorier. Derfor gjennomfører forskere over hele verden et bredt utvalg av eksperimenter med grafen for å utvide spekteret av uvanlige egenskaper ytterligere.

Så for bare et par år siden ble grafen oppdaget å ha unike egenskaper for ledningsevne som et resultat av eksperimenter med lagens rotasjonsvinkel med den såkalte "magiske" vinkelen i forhold til hverandre.

Fysikken til denne oppdagelsen var korrelert med dannelsen av et supergitter (gjentatt moirémønster).

Denne oppdagelsen sprengte bokstavelig talt det vitenskapelige samfunnet, og nesten alle laboratorier begynte å eksperimentere aktivt med vridd grafen.

Ny oppdagelse

En internasjonal vitenskapelig gruppe bestående av amerikanske og japanske spesialister ledet av David Goldhaber-Gordon (Stanford University), planla bare å gjenta eksperimentet til kollegene for å gjenskape forholdene for superledningsevne dobbeltlags grafen.

Men i løpet av eksperimentet ble en helt ny egenskap av materialet oppdaget.

Som det viste seg, ble det registrert en sterk effekt med en viss fylling av elkraftsonene Hall (dannelsen av en tverrgående potensialforskjell når den passerer gjennom materialet til en elektrisk strøm).

Som regel dannes Hall-effekten bare i nærvær av en ekstern kilde til et magnetfelt. Men under eksperimentet var det ingen slik kilde, og det viser seg at den vitenskapelige gruppen registrerte den avvikende Hall-effekten, og magnetfeltet ble dannet direkte i materialet, hvis ferromagnetiske natur ble bekreftet ved fiksering hysterese.

Hvordan det hele fungerer

Forskere forklarte denne uvanlige effekten slik:

I grafen vridd på en bestemt måte ble det dannet et flatt energibånd der partiklene er utstyrt med effektiv nullenergi. I denne sonen skjer bevegelse uten samhandling mellom hverandre og andre elementer. Det er dette som bestemmer de superledende egenskapene til materialet.

Dette betyr at hver enhetscelle i det dannede supergitteret inneholder fire elektroner med par forskjellige spinn- og orbitale tilstander.

Så det var mulig å fastslå at fyllingen av supergittersonen med 3⁄4 er nettopp ansvarlig for dannelsen av magnetisme.

Viktig notat. Det skal forstås at 3⁄4 fylling betyr det faktum at organiseringen av elektroner sørger for at tre soner er fullstendig fylt, og den fjerde forblir ufylt.

Dermed viser elektronene seg å være polariserte i spinn- og orbitale tilstander. Dette er ansvarlig for dannelsen av den avvikende Hall-effekten, som ble oppdaget som et resultat av eksperimenter.

Hvorfor det ble mulig

Denne effekten ble mulig fordi det bare ble gjort to endringer, nemlig:

• I tillegg til grafenlaget fortrengte forskerne også det faste bornitridlaget.
• Vinklingsvinkelen på 1,2 grader ble også valgt (tidligere var vinkelen 1,1 grader).

Åpningsutsikter

Selv om det genererte feltet er ekstremt lite, kan det også brukes i praksis. Så for eksempel, basert på denne effekten, kan du opprette nye lagringsenheter, der fiksering av informasjon skjer i de såkalte magnetbittene, som ikke påvirker hverandre.

Hvor mange flere funn forskere vil gjøre ved å studere grafen, er ukjent. Det viktigste er at de (funn) finner sin anvendelse i hverdagen og er nyttige for samfunnet.

Hvis du likte materialet, kan du like og legge om denne artikkelen. Takk for oppmerksomheten!

Den originale artikkelen er lagt ut på nettstedet https://energofiksik.com/