Anomaler Magnet aus verdrilltem Graphen

In den nächsten Experimenten mit zweischichtigem Graphen, das vorab zwischen Bornitridschichten eingeklemmt wurde, stellte sich heraus, dass der Übergang der Substanz in einen magnetischen Zustand fixiert wurde.

Aufgrund der Tatsache, dass es möglich war, dieses Phänomen zu beheben, war es möglich, das Vorhandensein von zu bestätigen anomaler Hall-Effekt und anomale magnetische Hysterese. Es wurde durch das seltenste Phänomen erklärt - orbitaler Ferromagnetismus.

Die Forschungsdaten wurden in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.

Was ist Graphen?

Graphen ist ein wirklich einzigartiges Material, bei dem es sich um eine allotrope Modifikation von gereinigtem Kohlenstoff handelt, bei dem es sich um einen flachen hexagonalen Kristall handelt.

Und diese Substanz ist in mehreren Kategorien mit ungewöhnlichen Parametern ausgestattet. Daher führen Wissenschaftler auf der ganzen Welt eine Vielzahl von Experimenten mit Graphen durch, um das Spektrum ungewöhnlicher Eigenschaften weiter zu erweitern.

Vor ein paar Jahren wurde entdeckt, dass Graphen aufgrund von Experimenten mit dem Drehwinkel der Schichten im sogenannten "magischen" Winkel zueinander einzigartige Leitfähigkeitseigenschaften aufweist.

Die Physik dieser Entdeckung korrelierte mit der Bildung eines Übergitters (wiederholtes Moiré-Muster).

Diese Entdeckung hat die wissenschaftliche Gemeinschaft buchstäblich in die Luft gesprengt, und fast alle Labors begannen aktiv mit verdrehtem Graphen zu experimentieren.

Neue Entdeckung

Eine internationale wissenschaftliche Gruppe bestehend aus amerikanischen und japanischen Spezialisten unter der Leitung von David Goldhaber-Gordon (Stanford University) plante nur, das Experiment ihrer Kollegen zu wiederholen, um die Bedingungen der Supraleitung wiederherzustellen zweischichtiges Graphen.

Im Verlauf des Experiments wurde jedoch eine völlig neue Eigenschaft des Materials entdeckt.

Wie sich herausstellte, wurde bei einer gewissen Füllung der Stromzonen ein starker Effekt festgestellt Hall (die Bildung einer transversalen Potentialdifferenz beim Durchgang durch das Material eines elektrischen aktuell).

Der Hall-Effekt entsteht in der Regel nur bei Vorhandensein einer externen Magnetfeldquelle. Während des Experiments gab es jedoch keine solche Quelle, und es stellte sich heraus, dass die wissenschaftliche Gruppe den anomalen Hall-Effekt aufzeichnete Das Magnetfeld wurde direkt im Material gebildet, dessen ferromagnetische Natur durch Fixierung bestätigt wurde Hysterese.

Wie das alles funktioniert

Wissenschaftler erklärten diesen ungewöhnlichen Effekt wie folgt:

In auf bestimmte Weise verdrehtem Graphen wurde ein flaches Energieband gebildet, in dem die Teilchen mit effektiver Nullenergie ausgestattet sind. In dieser Zone erfolgt die Bewegung ohne Interaktion untereinander und mit anderen Elementen. Dies bestimmt die supraleitenden Eigenschaften des Materials.

Dies bedeutet, dass jede Einheitszelle des gebildeten Übergitters vier Elektronen mit Paaren unterschiedlicher Spin- und Orbitalzustände enthält.

So konnte festgestellt werden, dass die Füllung der Übergitterzone um 3⁄4 genau für die Bildung von Magnetismus verantwortlich ist.

Wichtige Notiz. Es versteht sich, dass 3⁄4-Füllung die Tatsache bedeutet, dass die Elektronenorganisation garantiert, dass drei Zonen vollständig gefüllt sind und die vierte nicht gefüllt bleibt.

Somit erweisen sich Elektronen im Spin- und Orbitalzustand als polarisiert. Dies ist verantwortlich für die Bildung des anomalen Hall-Effekts, der durch Experimente entdeckt wurde.

Warum ist es möglich?

Dieser Effekt wurde möglich, weil nur zwei Änderungen vorgenommen wurden, nämlich:

• Neben der Graphenschicht haben die Wissenschaftler auch die feste Bornitridschicht verschoben.
• Der Verdrehungswinkel von 1,2 Grad wurde ebenfalls gewählt (zuvor betrug der Winkel 1,1 Grad).

Perspektiven eröffnen

Auch wenn das erzeugte Feld extrem klein ist, kann es auch in der Praxis eingesetzt werden. So können Sie beispielsweise auf Basis dieses Effekts neue Speichergeräte anlegen, bei denen die Fixierung von Informationen in den sogenannten Magnetbits erfolgt, die sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Wie viele weitere Entdeckungen Wissenschaftler durch die Untersuchung von Graphen machen werden, ist unbekannt. Das Wichtigste ist, dass sie (Entdeckungen) ihre Anwendung im Alltag finden und für die Gesellschaft nützlich sind.

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Der Originalartikel ist auf der Website veröffentlicht https://energofiksik.com/