Twisted graphene oppdaget en sjelden form for magnetisme

Dette unike materialet ble oppdaget for 15 år siden, og i løpet av denne tiden eksperimenterte forskere over hele verden og lette etter nye egenskaper. I denne artikkelen vil jeg snakke om ny forskning som har ført til oppdagelsen av en unik form for magnetisme i grafen. Så la oss komme i gang.

Nye egenskaper av vridd grafen

For referanse. Grafen er et karbonark som bare er ett atom tykt og har et sekskantet atomgitter. Dette materialet har utmerkede termiske og elektriske egenskaper, og materialets potensial avsløres ikke fullt ut.

De neste unike egenskapene til grafen ble oppdaget av en vitenskapelig gruppe bestående av ansatte ved Columbia University og Washington University.

I løpet av mange eksperimenter ble det funnet at ulike eksotiske elektroniske tilstander, inkludert en sjelden form for magnetisme, kan vises i trelagsstrukturen til grafen.

Eksperimentet ble inspirert av nylige studier av vridd monolag og vridd grafen-dobbeltlag, realisert fra to eller fire hele ark.

Ingeniører lurte på hva materialegenskapene ville være hvis grafen-monolag og tolag ble kombinert til et buet trelagssystem.

Eksperimentell fremgang og overraskende resultater

I løpet av eksperimentet brettet ingeniører et enkeltlags grafenark på et to-lags ark og vridde arkene en grad.

Etter det ble den resulterende strukturen avkjølt til en temperatur et par grader over absolutt null og begynte å observere.

Så det ble funnet at strukturen i denne tilstanden oppførte seg som en klassisk isolator. Men den opprinnelige tilstanden endret seg umiddelbart etter at det elektromagnetiske feltet ble påført den.

Så når magnetfeltet ble rettet mot et ark med enkeltlags grafen, fikk systemet egenskapene til et tvunnet tolags grafen. Og da retningen til magnetfeltet ble endret, og rettet mot to-lags grafenark, begynte det å demonstrere egenskapene til en firelagsstruktur.

Det ble også funnet at strukturen i denne tilstanden viser unike magnetiske egenskaper.

Som du vet, i klassiske magneter er "spin" av elektroner ansvarlig for de magnetiske egenskapene. Men i trelagsstrukturen av grafen ble magnetisme dannet på grunn av den kollektive rotasjonsbevegelsen til elektroner.

Nøyaktig samme struktur av magnetisme ble oppdaget av en annen vitenskapelig gruppe. Bare slike egenskaper ble observert på grafenplater lokalisert på bornitridkrystaller.

Og nåværende vitenskapelig arbeid har vist at de samme egenskapene observeres på en mye enklere design, bestående av bare grafen.

Som forskere spesielt understreker, er ikke karbon et magnetisk materiale, og det er derfor overraskende at denne egenskapen bare kan oppnås ved korrekt posisjonering av grafenark i ønsket vridningsvinkel.

For øyeblikket fortsetter forskere aktive eksperimenter for bedre å forstå de grunnleggende egenskapene til nye stater. Så forskere er bare helt i begynnelsen av å studere grafens fantastiske egenskaper.

Forskere delte resultatene av eksperimentet på sidene i journalen Naturfysikk.

Hvis du likte materialet, legg tommelen opp, abonner og skriv kommentarer. Takk for din oppmerksomhet!