Ímã anômalo feito de grafeno torcido

Nos experimentos seguintes com grafeno de duas camadas, que foi preliminarmente preso entre folhas de nitreto de boro, ele acabou fixando a transição da substância em um estado magnético.

Por ter sido possível corrigir esse fenômeno, foi possível confirmar a presença de efeito Hall anômalo e histerese magnética anômala. Foi explicado pelo fenômeno mais raro - ferromagnetismo orbital.

Os dados da pesquisa foram publicados em periódico científico Ciência.

O que é grafeno

O grafeno é um material verdadeiramente único que é uma modificação alotrópica do carbono purificado, que é um cristal hexagonal plano.

E a substância é dotada de parâmetros inusitados em diversas categorias. Portanto, cientistas de todo o mundo estão conduzindo uma ampla variedade de experimentos com grafeno para expandir ainda mais o espectro de propriedades incomuns.

Então, apenas alguns anos atrás, descobriu-se que o grafeno tinha propriedades únicas de condutividade como resultado de experimentos com o ângulo de rotação das camadas pelo chamado ângulo "mágico" em relação umas às outras.

A física desta descoberta foi correlacionada com a formação de uma superrede (padrão de moiré repetido).

Esta descoberta literalmente explodiu a comunidade científica, e quase todos os laboratórios começaram a fazer experiências ativas com grafeno retorcido.

Nova descoberta

Um grupo de pesquisa internacional de especialistas americanos e japoneses liderado por David Goldhaber-Gordon (Stanford University), planejava apenas repetir o experimento de seus colegas para recriar as condições de supercondutividade grafeno de duas camadas.

Mas no decorrer do experimento, uma propriedade completamente nova do material foi descoberta.

Como se constatou, com um certo preenchimento das zonas de energia elétrica, um forte efeito foi registrado Hall (a formação de uma diferença de potencial transversal ao passar pelo material de um elétrico atual).

Como regra, o efeito Hall é formado apenas na presença de uma fonte externa de um campo magnético. Mas durante o experimento, não houve tal fonte e acontece que o grupo científico registrou o efeito Hall anômalo, e o campo magnético foi formado diretamente no material, cuja natureza ferromagnética foi confirmada por fixação histerese.

Como tudo funciona

Os cientistas explicaram esse efeito incomum da seguinte maneira:

No grafeno torcido de uma certa maneira, formou-se uma banda plana de energia, onde as partículas são dotadas de energia zero efetiva. Nesta área, o movimento ocorre sem interação entre si e outros elementos. Isso é o que determina as propriedades supercondutoras do material.

Isso significa que cada célula unitária da superrede formada contém quatro elétrons com pares de diferentes estados de spin e orbitais.

Assim, foi possível estabelecer que o preenchimento da zona da superrede por 3⁄4 é justamente responsável pela formação do magnetismo.

Nota importante. Deve ser entendido que 3⁄4 preenchimento significa o fato de que a organização do elétron garante que três zonas sejam completamente preenchidas, e a quarta permanecerá não preenchida.

Assim, os elétrons são polarizados nos estados de spin e orbital. Isso é responsável pela formação do efeito Hall anômalo, que foi descoberto como resultado de experimentos.

Porque é possível

Este efeito tornou-se possível porque apenas duas alterações foram feitas, a saber:

• Além da camada de grafeno, os cientistas também deslocaram a camada fixa de nitreto de boro.
• O ângulo de torção de 1,2 graus também foi escolhido (anteriormente o ângulo era de 1,1 graus).

Abertura de clientes potenciais

Mesmo que o campo gerado seja extremamente pequeno, ele também pode ser usado na prática. Assim, por exemplo, com base neste efeito, podem-se criar novos dispositivos de armazenamento, onde a fixação da informação se dá nos chamados bits magnéticos, que não se afetam.

Não se sabe quantas outras descobertas os cientistas farão ao estudar o grafeno. O mais importante é que elas (descobertas) encontrem sua aplicação na vida cotidiana e sejam úteis à sociedade.

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O artigo original é postado no site https://energofiksik.com/