Данный уникальный материал был обнаружен еще 15 лет назад, и в течение этого времени ученые по всему миру экспериментировали и искали все новые свойства. В этом материале я расскажу про новые исследования, которые позволили открыть уникальную форму магнетизма в графене. Итак, приступим.
Новые свойства скрученного графена
Для справки. Графен – это лист углерода толщиной всего в один атом, у которого атомарная решетка имеет гексагональную структуру. У данного материала отличные теплопроводные и электрические свойства и до конца потенциал материала не раскрыт.
Очередные уникальные свойства графена были открыты научной группой, состоящей из сотрудников Колумбийского университета и Вашингтонского университета.
В ходе многочисленных экспериментов было установлено, что в трехслойной структуре графена могут появляться разнообразные экзотические электронные состояния, в том числе и редкая форма магнетизма.
Эксперимент был вдохновлен недавними исследованиями скрученных монослоев и скрученных бислоев графена, реализованных из двух либо же четырех полных листов.
Инженеры задались вопросом, каковы будут свойства материала, если объединить монослои и бислои графена в изогнутую трехслойную систему.
Ход эксперимента и удивительные результаты
В ходе эксперимента инженеры сложили однослойный лист графена на двухслойный лист и при этом произвели скручивание листов на один градус.
После этого получившуюся конструкцию охладили до температуры на пару градусов выше абсолютного нуля и приступили к наблюдениям.
Так вот было установлено, что при таком состоянии конструкция вела себя как классический изолятор. Но изначальное состояние изменилось сразу после того, как к нему было приложено электромагнитное поле.
Так вот, когда магнитное поле было направлено на лист однослойного графена, система обрела свойства скрученного двухслойного графена. А когда направление магнитного поля было изменено, и было направлено в сторону двухслойного листа графена, он стал демонстрировать свойства четырехслойной структуры.
Так же было установлено, что при таком состоянии конструкция демонстрирует уникальные магнитные свойства.
Как известно, в классических магнитах за магнитные свойства отвечает «спин» электронов. А вот в трехслойной структуре графена магнетизм образовался за счет коллективного вращательного движения электронов.
Точно такая же структура магнетизма была открыта другой научной группой. Вот только такие свойства наблюдались на графеновых листах, расположенных на кристаллах нитрида бора.
А текущая научная работа показала, что такие же свойства наблюдаются и на гораздо более простой конструкции, состоящей из одного лишь графена.
Как особо подчеркивают ученые, углерод - это не магнитный материал и поэтому удивительно, что это свойство можно получить всего лишь правильно расположив листы графена под нужным углом скручивания.
На текущий момент ученые продолжают активные эксперименты, чтобы лучше понять фундаментальные свойства новых состояний. Так что ученые только в самом начале изучения удивительных свойств графена.
Результатами эксперимента ученые поделились на страницах журнала Nature Physics.
Понравился материал, тогда ставим палец вверх, подписываемся и пишем комментарии. Спасибо за ваше внимание!