Anomalny magnes wykonany ze skręconego grafenu
W kolejnych eksperymentach z dwuwarstwowym grafenem, który został wstępnie zaciśnięty między arkuszami azotku boru, okazało się, że utrwalono przejście substancji w stan magnetyczny.
Ze względu na to, że udało się naprawić to zjawisko, udało się potwierdzić występowanie anomalny efekt Halla i anomalna histereza magnetyczna. Tłumaczyło to najrzadsze zjawisko - ferromagnetyzm orbitalny.
Dane badawcze zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nauka.
Co to jest grafen
Grafen to naprawdę wyjątkowy materiał, będący alotropową modyfikacją oczyszczonego węgla, czyli płaskiego sześciokątnego kryształu.
A substancja ma niezwykłe parametry w kilku kategoriach. Dlatego naukowcy na całym świecie prowadzą różnorodne eksperymenty z grafenem w celu dalszego poszerzenia spektrum niezwykłych właściwości.
Tak więc zaledwie kilka lat temu odkryto, że grafen ma wyjątkowe właściwości przewodnictwa w wyniku eksperymentów z kątem obrotu warstw pod tzw. „Magicznym” kątem względem siebie.
Fizyka tego odkrycia była skorelowana z tworzeniem się supersieci (powtarzający się wzór mory).
To odkrycie dosłownie wysadziło społeczność naukową, a prawie wszystkie laboratoria zaczęły aktywnie eksperymentować ze skręconym grafenem.
Nowe odkrycie
Międzynarodowa grupa badawcza złożona z amerykańskich i japońskich ekspertów pod kierownictwem Davida Goldhabera-Gordona (Stanford University) planowała jedynie powtórzyć eksperyment swoich kolegów, aby odtworzyć warunki nadprzewodnictwa grafen dwuwarstwowy.
Jednak w trakcie eksperymentu odkryto zupełnie nową właściwość materiału.
Jak się okazało, przy pewnym wypełnieniu stref elektroenergetycznych odnotowano silny efekt Hall (powstawanie poprzecznej różnicy potencjałów podczas przechodzenia przez materiał elektryczny obecny).
Z reguły efekt Halla powstaje tylko w obecności zewnętrznego źródła pola magnetycznego. Ale podczas eksperymentu takiego źródła nie było i okazuje się, że grupa naukowa zarejestrowała anomalny efekt Halla, i pole magnetyczne powstało bezpośrednio w materiale, którego ferromagnetyczny charakter został potwierdzony przez utrwalenie histereza.
Jak to wszystko działa
Naukowcy wyjaśnili ten niezwykły efekt w następujący sposób:
W skręconym w pewien sposób grafenie utworzyło się płaskie pasmo energii, w którym cząstki są obdarzone efektywną energią zerową. W tym obszarze ruch odbywa się bez interakcji między sobą a innymi elementami. To właśnie decyduje o właściwościach nadprzewodnictwa materiału.
Oznacza to, że każda komórka elementarna utworzonej supersieci zawiera cztery elektrony z parami o różnych stanach spinowych i orbitalnych.
W ten sposób można było ustalić, że wypełnienie strefy nadsiatkowej o 3⁄4 jest dokładnie odpowiedzialne za powstawanie magnetyzmu.
Ważna uwaga. Należy rozumieć, że wypełnienie 3⁄4 oznacza fakt, że organizacja elektronów zapewnia, że trzy strefy są całkowicie wypełnione, a czwarta pozostaje niewypełniona.
W ten sposób elektrony okazują się spolaryzowane w stanach spinu i orbity. Jest to odpowiedzialne za powstawanie anomalnego efektu Halla, który został odkryty w wyniku eksperymentów.
Dlaczego stało się to możliwe
Efekt ten stał się możliwy, ponieważ wprowadzono tylko dwie zmiany, a mianowicie:
- Oprócz warstwy grafenu naukowcy przesunęli również nieruchomą warstwę azotku boru.
- Wybrano również kąt skręcenia 1,2 stopnia (wcześniej kąt ten wynosił 1,1 stopnia).
Perspektywy otwarcia
Nawet jeśli generowane pole jest wyjątkowo małe, można je również wykorzystać w praktyce. Na przykład w oparciu o ten efekt można tworzyć nowe nośniki danych, w których utrwalanie informacji odbywa się w tak zwanych bitach magnetycznych, które nie wpływają na siebie.
Nie wiadomo, ile jeszcze odkryć naukowców, badając grafen. Najważniejsze jest to, że (odkrycia) znajdują zastosowanie w życiu codziennym i są użyteczne dla społeczeństwa.
Jeśli podobał Ci się materiał, polub go i ponownie opublikuj ten artykuł. Dziękuję za uwagę!
Oryginalny artykuł jest umieszczony na stronie internetowej https://energofiksik.com/