ev eşya depolama eşya depolama

Ana Sayfa / Bilim/Çevre / Yeni atomik katmanlı, ince mıknatıs keşfedildi

Yeni atomik katmanlı, ince mıknatıs keşfedildi

Bilim adamları 2 boyutlu materyalde beklenmedik bir manyetik özellik tespit ettiler. Yeni atomik olarak ince, düz mıknatıs, nano ölçekli bellek, spintronik cihazlar ve manyetik sensörler gibi geniş bir uygulama yelpazesi için büyük etkilere sahip olabileceklerini söylüyorlar.

Bir atomun herhangi bir sürprizi gizleyebileceği kadar ince olmayan bir materyal gibi görünmeyebilir, ancak Energy Department of Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda (Berkeley Lab) bilim insanları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, iki boyutlu bir materyalde beklenmedik bir manyetik özelliği keşfetti.

Bilim adamları, atomik olarak ince katmanları yapışkan bant ile birer birer soyulabilen bir malzeme sınıfının bir parçası olan 2-D van der Waals kristalinin kendine has bir ferromanyetizmaya sahip olduğunu keşfetti.

Nature dergisinde 26 Nisan’da yayınlanacak olan keşif, nano ölçekli bellek, spintronik cihazlar ve manyetik sensörler gibi ferromanyetik malzemelere dayanan geniş bir uygulama yelpazesi için büyük etkilere sahip olabilir.

Berkeley Lab’un Malzeme Bilimleri Bölümü öğretim üyesi ve UC Berkeley profesörü olan araştırmanın temel araştırmacı Xiang Zhang “Bu heyecan verici bir keşif” dedi. “Bu deney, birçok kişiyi şaşırtan, atomik olarak ince ve atomik olarak düz bir mıknatıs için sigara tozu kanıtını sunuyor, düşük devirlerde temel spin fiziği ve spintronic uygulamalarını keşfetmek için bir kapı açıyor” dedi.

Çalışma, malzeme iki boyuta indiğinde manyetizmanın ayakta kalıp ölmeyeceği konusunda kuantum fiziğinde uzun süredir devam eden bir konuyu ele alıyor. Yarı yüzyıldır Mermin-Wagner teoremi, 2-D materyallerin manyetik anizotropi yokluğunda, materyalde elektron spinlerinin doğrultulu hizalanması durumunda manyetik bir düzen olmayabileceğini belirterek bu soruna dikkat çekti.

Zhang laboratuvarında doktora sonrasındaki bir araştırmacı olan çalışma lideri yazar Cheng Gong, “İlginçtir ki, okuduğumuz 2 boyutlu materyalde manyetik anizotropi bulunduğunu gördük ve bu özellik nedeniyle intrinsik ferromanyetizmayı tespit edebildik” dedi. .

Hollandalı bir bilim adamı ismi verilen Van der Waals kuvvetleri, molekülleri sağlam tutan tipik kovalent veya iyonik bağlardan kaynaklanmayan molekül içi çekim kuvvetlerine atıfta bulunur. Bu kuantum kuvvetler, gecekondu tarafından duvarlar ve tavanlarda çaba harcamadan kaçmak için kullanılır.

Van der Waals kristalleri, 2-D katmanlarının geleneksel bağlarla birbirine bağlı olmadığı, bantla kolayca eksfoliyasyona tabi tutulmalarını sağlayan malzemeleri açıklamaktadır. En tanınmış van der Waals materyali olan grafen üzerinde yapılan araştırmalar, Nobel Fizik Ödülünü 2010’da kazandı.

“Bu bir kitabın sayfalarına benziyor,” dedi Gong. “Sayfalar birbirinin üzerine istiflenebilir, ancak bir sayfayı birbirine bağlayan kuvvetler, tek bir sayfayı sağlam tutan düzlem içi kuvvetlerden çok daha zayıf.”

Gong, bu çalışma için, 3.000’den fazla krom germanyum tellürü pulunu (Cr2Ge2Te6 veya CGT) soyduğunu tahmin ediyor. CGT onlarca yıldır toplu bir malzeme olarak varlığını sürdürürken, araştırmacılar 2 boyutlu pulların heyecan verici yeni bir 2-D van der Waals kristali ailesini temsil edebileceğini söylüyorlar.

UC Irvine eş fizik ve astronomi profesörü olan eş-üst düzey yazar Jing Xia, “CGT de bir yarıiletken ve ferromanyetizma özeldir” dedi. “Bu bellek ve spintronics uygulamaları için temiz kılar.”

Araştırmacılar magneto-optik Kerr etkisi denilen bir teknik kullanarak manyetikleşmeyi atomik olarak ince malzemelerden algılarlar. Yöntem, malzemedeki elektron spinleri ile etkileşime girdiğinde doğrusal polarize ışığın aşırı duyarlı tespitini içerir.

Çalışmanın daha şaşırtıcı bulgularından birinin anahtarı, CGT materyalinde manyetik anizotropi çok küçük olmasıdır. Bu, araştırmacıların materyalin ferromanyetizmasını kaybettiği sıcaklığın geçiş veya Curie sıcaklığı olarak kolayca kontrol etmesini sağladı.

“Bu önemli bir buluş,” dedi Gong, “İnsanlar Curie sıcaklığının manyetik bir materyalin kendine özgü bir özelliği olduğunu ve değiştirilemeyeceğini düşünüyor. Çalışmamız bunun mümkün olduğunu gösteriyor” dedi.

Araştırmacılar, 0.3 tesla veya daha düşük şaşırtıcı derecede küçük manyetik alanlar kullanarak CGT pulunun geçiş sıcaklığını kontrol edebildiklerini gösterdi.

“Demir, kobalt ve nikel gibi metallerin ince filmleri, 2 boyutlu van der Waals malzemelerinden farklı olarak, yapısal olarak kusurludur ve çeşitli rahatsızlıklara duyarlıdır ve bu da büyük ve öngörülemeyen sahte bir anizotropi oluşturmaktadır” dedi. Buna karşın, oldukça kristalli ve düzgün şekilde düz olan 2 Boyutlu CGT, küçük intrensek anizotropisi ile birlikte küçük dış manyetik alanların anizotropiyi etkili bir şekilde mühendisleştirmesine olanak tanıyor ve ferromanyetik geçiş sıcaklıklarının benzeri görülmemiş bir manyetik alan kontrolü sağlar. ”

Çalışmanın yazarları ayrıca van der Waals kristallerinin çarpıcı bir özelliğinin, yapısal veya kimyasal uyumluluk temelinde kısıtlamalar olmaksızın benzer olmayan malzemelerle kolaylıkla birleştirilebilmeleri olduğuna dikkat çekti.

Berkeley Lab’un Malzeme Bilimleri Bölümü’nden kıdemli öğretim üyesi olan eş-kıdemli yazar Steven Louie ve UC Berkeley fizik profesörü, “Yeni işlevsellikler geliştirmek için farklı malzemeleri birleştirme fırsatı cazip geliyor” dedi. “Bu, çeşitli manyetik-elektrik ve manyeto-optik uygulamalar için yapay yapıların tasarımında büyük bir esneklik sunuyor.”

Kaynak:

DOE / Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarı

Hakkında Yasin Demir

1991 Gaziantep doğumlu olan Yasin Demir, Gaziantep Üniversitesi "Nükleer Tıp" bölümünde hala okumayı sürdürmektedir. Özellikle "Bilim/Çevre" kategorisi için oluşturmuş olduğu makaleler sayesinde kullanıcılarımıza Bilim ve Teknoloji alanında gerçekleşen son yenilikleri duyurmaktadır. Mail : yasindemir@antep.org - Adres : Kavaklık Mah. No: 8/C Şahinbey/Gaziantep - Tel : +90 506 700 06 08

Bu habere de bakabilirisiniz

Genç evrende görülen muazzam kırmızı, ölü galaksi

Erken evrende ağır, kırmızı, ölü bir galaksi biraz yıpranmış gibi görünüyor. Evren sadece 1.65 milyar ...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir