Австралийские исследователи и их коллеги из России и Китая показали, что можно изучать магнитные свойства ультратонких материалов непосредственно, с помощью нового метода микроскопии, который открывает дверь к открытию более двумерных (2D) магнитных материалов со всеми видами потенциальных применений.
Результаты являются значимыми, поскольку современные методы, используемые для характеристики нормальных (трехмерных) магнитов, не работают на 2D-материалах, таких, как графем, из-за их чрезвычайно малого размера-несколько атомов толщиной.До сих пор не было возможности точно сказать, насколько сильно магнитное вещество 2D, сказал доктор Жан-Филипп из школы физики Мельбурнского университета и Центра квантовых вычислений и коммуникационных технологий.
То есть, если бы вы поместили 2D-материал на дверцу вашего холодильника, как обычный магнит для холодильника, насколько сильно он прилипает к нему. Это самое важное свойство магнита.
Для решения этой проблемы группа ученых, возглавляемая профессором Клайдом Валленбергом, использовала широкоугольный азотно-вакансионный микроскоп, недавно разработанный ими инструмент, обладающий необходимой чувствительностью и пространственным разрешением для измерения прочности двумерных материалов.
По сути, метод работает путем приведения крошечных магнитных датчиков (так называемых азот-вакансионных центров, которые являются атомными дефектами в куске алмаза) чрезвычайно близко к двумерному материалу, чтобы ощутить его магнитное поле.
Чтобы проверить эту методику, ученые решили изучить три йодида ванадия (VI3), поскольку большие 3D-куски VI3 уже были известны как сильно магнитные.
Используя свой специальный микроскоп, они теперь показали, что 2D-листы VI3 также магнитны, но примерно в два раза слабее, чем в 3D-форме. Другими словами, снять их с дверцы холодильника было бы вдвое проще.
Это было немного неожиданно, и в настоящее время мы пытаемся понять, почему намагничивание слабее в 2D, что будет важно для приложений.
Профессор Артем Аганов из Циолковского института науки и технологий в Москве заявил, что полученные результаты могут спровоцировать появление новых технологий.
Всего несколько лет назад ученые сомневались, что двумерные магниты вообще возможны. С открытием двумерного ферромагнитного VI3 появился новый захватывающий класс материалов. Новые классы материалов всегда означают появление новых технологий, как для изучения таких материалов, так и для освоения их свойств.
Теперь международная команда планирует использовать свой микроскоп для изучения других двумерных магнитных материалов, а также более сложных структур, в том числе тех, которые, как ожидается, будут играть ключевую роль в будущей энергоэффективной электронике.
Другие организации, участвующие в исследовании, включают Базельский университет, Университет RMIT, Нанкинский университет почты и телекоммуникаций, Московский физико-технический институт, Северо-Западный политехнический университет и Китайский университет Женями.