Generaal

Wetenskaplikes skep vir die eerste keer 'n enkel atoom dik 2D-magneet


Navorsers aan die Universiteit van Washington en die Massachusetts Institute of Technology het die eerste keer 'n 2D-magneet geskep wat net een atoom dik is. Hierdie deurbraak kan die manier waarop ons magnetiese materiale gebruik, ingrypend verander. Magnetiese materiale is van kritieke belang in ons hedendaagse tegnologiese lewens, en speel 'n sleutelrol in die stoor van die hardeskyf en as deel van sensors.

Syaansig van die nuutste 2-D materiaal [Image Source:Efren Navarro-Moratalla / Natuur]

Groot potensiële 2D magneet toepassings

Hierdie groot ontdekking kan in die toekoms 'n groot impak hê op die ontwerp en krag van ons handtoestelle. Vinniger en groter stoor- en slanker toestelle is net 'n paar ander toepassings. Die span se ontdekking van magnetisme in die 2D-wêreld van monolae of materiale wat deur 'n enkele atoomlaag gevorm word, word in die tydskrif Nature gepubliseer. Die referaat gee 'n detail van hoe magnetiese eienskappe selfs in die 2D-ryk bestaan. Xiaodong Xu, 'n UW-professor in fisika en materiaalwetenskap en ingenieurswese, en lid van die UW se Clean Energy Institute, verduidelik '' Wat ons hier ontdek het, is 'n geïsoleerde 2D-materiaal met intrinsieke magnetisme, en die magnetisme in die stelsel is baie sterk , "Ons beoog dat nuwe inligtingstegnologieë kan ontstaan ​​op grond van hierdie nuwe 2D-magnete."

'N Boonstaande voorstelling van 'n enkele laag chroom triiodide. Chroomatome word in grys uitgebeeld, met jodiumatome in pers. [Beeldbron: Efren Navarro-Moratalla / Natuur]

Unieke eienskappe van materiale in 2D state

Die MIT-fisikaprofessor Pablo Jarillo-Herrero en Xu het die internasionale span wetenskaplikes en navorsers gelei wat bewys het dat die materiaal - chroomtriiodied, of CrI3 - magnetiese eienskappe in sy monolaagvorm het. Werk het voorheen bewys dat CrI3 - in sy meerlaagige, 3D, grootmaat kristalvorm - ferromagneties is. Maar voorheen was daar geen bewys van 'n magnetiese stof toe die materiaal tot 'n enkele atoomvel uitgedun is nie. Die navorsers het ook bevind dat materiale unieke eienskappe kan vertoon in hul monolaag-toestand wat nie duidelik is in hul meerlaagige 3D-vorms nie.

'U kan eenvoudig nie akkuraat voorspel wat die elektriese, magnetiese, fisiese of chemiese eienskappe van 'n 2D-monolaagkristal sal wees op die gedrag van die 3D-eweknie nie,' sê mede-hoofskrywer en UW-doktorale student Bevin Huang.

Nog 'n gebruik vir plakband

Verbasend genoeg het die wetenskaplikes plakband gebruik om 'n monolaag CrI3 van die groter 3D-kristalvorm af te skeer om die eienskappe daarvan in sy 2D-vorm te ontdek.

"Die gebruik van plakband om 'n monolaag van sy 3D-groot kristal te skilfer, is verbasend effektief," het mede-hoofskrywer en UW-doktorale student Genevieve Clark gesê. "Hierdie eenvoudige, goedkoop tegniek is die eerste keer gebruik om grafeen, die 2D-vorm van grafiet, te verkry en word sedertdien met ander materiale suksesvol gebruik."

Nuwe navorsing om te begin

Die ontdekking sal lei tot baie ander navorsingsmoontlikhede. Xu verduidelik: "2D-monolaag alleen bied opwindende geleenthede om die drastiese en presiese elektriese beheer van magnetiese eienskappe te bestudeer, wat 'n uitdaging was om te besef met behulp van hul 3D-grootmaatkristalle. Maar 'n nog groter geleentheid kan ontstaan ​​as u monolaag met verskillende fisiese eienskappe stapel. Daar kan u selfs meer eksotiese verskynsels kry wat nie in die enkellaag alleen of in die 3D-groot kristal gesien word nie. '

Xu en sy magneetspan gaan vervolgens die magnetiese eienskappe wat uniek is aan die 2D-magneet wat 'n CrI3 monolaag of tweelaag bevat, ondersoek.

Bronne:Phys, Nature, Universiteit van Washington

SIEN OOK: Navorsers gebruik magnetiese velde om sagte robotte tot lewe te bring


Kyk die video: Week 0, continued (Augustus 2021).