Verdrehtes Graphen entdeckte eine seltene Form von Magnetismus
Dieses einzigartige Material wurde vor 15 Jahren entdeckt und während dieser Zeit haben Wissenschaftler auf der ganzen Welt experimentiert und nach neuen Eigenschaften gesucht. In diesem Artikel werde ich über neue Forschungsergebnisse sprechen, die zur Entdeckung einer einzigartigen Form des Magnetismus in Graphen geführt haben. Also lasst uns anfangen.
Neue Eigenschaften von verdrilltem Graphen
Als Referenz. Graphen ist eine Kohlenstoffschicht, die nur ein Atom dick ist und ein hexagonales Atomgitter aufweist. Dieses Material hat ausgezeichnete thermische und elektrische Eigenschaften und das Potenzial des Materials wird nicht vollständig offengelegt.
Die nächsten einzigartigen Eigenschaften von Graphen wurden von einer wissenschaftlichen Gruppe entdeckt, die aus Mitarbeitern der Columbia University und der Washington University bestand.
In zahlreichen Experimenten wurde festgestellt, dass verschiedene exotische elektronische Zustände, einschließlich einer seltenen Form von Magnetismus, in der dreischichtigen Struktur von Graphen auftreten können.
Das Experiment wurde von jüngsten Studien zu verdrillten Monoschichten und verdrillten Graphen-Doppelschichten inspiriert, die aus zwei oder vier vollständigen Blättern realisiert wurden.
Die Ingenieure fragten sich, wie die Materialeigenschaften aussehen würden, wenn Graphen-Monoschichten und -Doppelschichten zu einem gekrümmten Dreischichtsystem kombiniert würden.
Experimenteller Fortschritt und überraschende Ergebnisse
Während des Experiments falteten die Ingenieure eine einschichtige Graphenschicht auf eine zweischichtige Schicht und drehten die Schichten um ein Grad.
Danach wurde die resultierende Struktur auf eine Temperatur einige Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt und begann zu beobachten.
Es wurde also festgestellt, dass sich die Struktur in diesem Zustand wie ein klassischer Isolator verhält. Der ursprüngliche Zustand änderte sich jedoch unmittelbar nach dem Anlegen des elektromagnetischen Feldes.
Wenn das Magnetfeld auf eine Schicht aus einschichtigem Graphen gerichtet war, erhielt das System die Eigenschaften eines verdrillten zweischichtigen Graphens. Und als die Richtung des Magnetfelds geändert und auf die zweischichtige Graphenschicht gerichtet wurde, begann es, die Eigenschaften einer vierschichtigen Struktur zu demonstrieren.
Es wurde auch gefunden, dass in diesem Zustand die Struktur einzigartige magnetische Eigenschaften aufweist.
Wie Sie wissen, ist bei klassischen Magneten der "Spin" der Elektronen für die magnetischen Eigenschaften verantwortlich. In der dreischichtigen Struktur von Graphen bildete sich jedoch aufgrund der kollektiven Rotationsbewegung der Elektronen ein Magnetismus.
Die exakt gleiche Struktur des Magnetismus wurde von einer anderen wissenschaftlichen Gruppe entdeckt. Nur solche Eigenschaften wurden auf Graphenschichten beobachtet, die sich auf Bornitridkristallen befanden.
Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten haben gezeigt, dass die gleichen Eigenschaften in einem viel einfacheren Design beobachtet werden, das nur aus Graphen besteht.
Wie Wissenschaftler besonders betonen, ist Kohlenstoff kein magnetisches Material, und daher ist es überraschend, dass diese Eigenschaft nur durch korrekte Positionierung von Graphenschichten im gewünschten Verdrillungswinkel erhalten werden kann.
Derzeit setzen Wissenschaftler aktive Experimente fort, um die grundlegenden Eigenschaften neuer Zustände besser zu verstehen. Wissenschaftler stehen also erst am Anfang der Untersuchung der erstaunlichen Eigenschaften von Graphen.
Wissenschaftler teilten die Ergebnisse des Experiments auf den Seiten der Zeitschrift Naturphysik.
Wenn Ihnen das Material gefallen hat, heben Sie die Daumen, abonnieren Sie und schreiben Sie Kommentare. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!