Avvikande magnet tillverkad av tvinnad grafen

I nästa experiment med tvåskiktsgrafen, som preliminärt klämdes fast mellan ark av bornitrid, visade det sig att fixa övergången av ämnet till ett magnetiskt tillstånd.

På grund av det faktum att det var möjligt att åtgärda detta fenomen, var det möjligt att bekräfta förekomsten av avvikande Hall-effekt och avvikande magnetisk hysteres. Det förklarades av det sällsynta fenomenet - orbital ferromagnetism.

Forskningsdata publicerades i en vetenskaplig tidskrift Vetenskap.

Vad är grafen

Grafen är ett verkligt unikt material som är en allotropisk modifiering av renat kol, vilket är en platt sexkantig kristall.

Och detta ämne är utrustat med ovanliga parametrar i flera kategorier. Därför genomför forskare runt om i världen ett stort antal experiment med grafen för att ytterligare utvidga spektrumet av ovanliga egenskaper.

Så för bara några år sedan upptäcktes att grafen hade unika egenskaper för ledningsförmåga som ett resultat av experiment med skiktens rotationsvinkel med den så kallade "magiska" vinkeln i förhållande till varandra.

Fysiken i denna upptäckt var korrelerad med bildandet av ett supergitter (upprepande moirémönster).

Denna upptäckt sprängde bokstavligen det vetenskapliga samfundet och nästan alla laboratorier började aktivt experimentera med tvinnad grafen.

Ny upptäckt

En internationell vetenskaplig grupp bestående av amerikanska och japanska specialister ledda av David Goldhaber-Gordon (Stanford University), planerade bara att upprepa sina kollegers experiment för att återskapa förhållandena för supraledning dubbelskikt grafen.

Men under experimentets gång upptäcktes en helt ny egenskap hos materialet.

Som det visade sig registrerades en stark effekt med en viss fyllning av elkraftszonerna Hall (bildandet av en tvärgående potentialskillnad när den passerar genom ett elektriskt material nuvarande).

Som regel bildas Hall-effekten endast i närvaro av en extern källa av ett magnetfält. Men under experimentet fanns det ingen sådan källa och det visar sig att den vetenskapliga gruppen registrerade den avvikande Hall-effekten, och magnetfältet bildades direkt i materialet, vars ferromagnetiska natur bekräftades genom fixering hysteres.

Hur allt fungerar

Forskare förklarade denna ovanliga effekt enligt följande:

I grafen vriden på ett visst sätt bildades ett platt energiband där partiklarna är utrustade med effektiv nollenergi. Inom detta område sker rörelse utan interaktion mellan varandra och andra element. Det är detta som bestämmer materialets supraledande egenskaper.

Detta innebär att varje enhetscell i det bildade supergitteret innehåller fyra elektroner med par av olika spinn- och omloppstillstånd.

Så det var möjligt att fastställa att fyllningen av supergitterzonen med 3⁄4 är exakt ansvarig för bildandet av magnetism.

Viktig notering. Det bör förstås att 3⁄4 fyllning betyder det faktum att organiseringen av elektroner säkerställer att tre zoner är helt fyllda och den fjärde förblir ofylld.

Således är elektroner polariserade i snurr- och omloppstillstånd. Detta är ansvarigt för bildandet av den avvikande Hall-effekten, som upptäcktes som ett resultat av experiment.

Varför är det möjligt

Denna effekt blev möjlig eftersom endast två ändringar gjordes, nämligen:

• Förutom grafenskiktet flyttade forskarna också det fasta bornitridlagret.
• Vridningsvinkeln på 1,2 grader valdes också (tidigare var vinkeln 1,1 grader).

Öppningsutsikter

Även om det genererade fältet är extremt litet kan det också användas i praktiken. Så till exempel, på grundval av denna effekt, kan du skapa nya lagringsenheter, där fixering av information sker i så kallade magnetbitar som inte påverkar varandra.

Hur många upptäckter fler forskare kommer att göra genom att studera grafen är okänt. Det viktigaste är att de (upptäckter) hittar sin tillämpning i vardagen och är användbara för samhället.

Om du gillade materialet, gilla det och lägg om den här artikeln. Tack för uppmärksamheten!

Den ursprungliga artikeln publiceras på webbplatsen https://energofiksik.com/