اكتشف الجرافين الملتوي شكلاً نادرًا من المغناطيسية

تم اكتشاف هذه المادة الفريدة منذ 15 عامًا ، وخلال هذا الوقت ، كان العلماء حول العالم يجربون ويبحثون عن خصائص جديدة. في هذا المقال ، سأتحدث عن بحث جديد أدى إلى اكتشاف شكل فريد من المغناطيسية في الجرافين. اذا هيا بنا نبدأ.

خصائص جديدة للجرافين الملتوي

كمرجع. الجرافين عبارة عن لوح من الكربون بسمك ذرة واحدة فقط وبه شبكة ذرية سداسية الشكل. تتمتع هذه المادة بخصائص حرارية وكهربائية ممتازة ولم يتم الكشف عن إمكانات المادة بالكامل.

تم اكتشاف الخصائص الفريدة التالية للجرافين من قبل مجموعة علمية تتكون من موظفين من جامعة كولومبيا وجامعة واشنطن.

في سياق العديد من التجارب ، وجد أن العديد من الحالات الإلكترونية الغريبة ، بما في ذلك شكل نادر من المغناطيسية ، يمكن أن تظهر في بنية ثلاثية الطبقات من الجرافين.

كانت التجربة مستوحاة من الدراسات الحديثة للطبقات الأحادية الملتوية وطبقات الجرافين الثنائية الملتوية المصنوعة من طبقتين أو أربع أوراق كاملة.

تساءل المهندسون عن خصائص المواد إذا تم دمج طبقات الجرافين الأحادية والطبقات الثنائية في نظام منحني ثلاثي الطبقات.

تقدم تجريبي ونتائج مفاجئة

في التجربة ، طوى المهندسون ورقة من طبقة واحدة من الجرافين على ورقة من طبقتين ولفوا الصفائح بدرجة واحدة.

بعد ذلك ، تم تبريد الهيكل الناتج إلى درجة حرارة درجتين فوق الصفر المطلق وبدأ في المراقبة.

لذلك وجد أنه في هذه الحالة ، يتصرف الهيكل مثل عازل كلاسيكي. لكن الحالة الأصلية تغيرت فورًا بعد تطبيق المجال الكهرومغناطيسي عليها.

لذلك ، عندما تم توجيه المجال المغناطيسي إلى ورقة من الجرافين أحادي الطبقة ، اكتسب النظام خصائص الجرافين الملتوي ذي الطبقتين. وعندما تم تغيير اتجاه المجال المغناطيسي ، وتوجيهه نحو صفيحة الجرافين ذات الطبقتين ، بدأ في إظهار خصائص هيكل رباعي الطبقات.

وقد وجد أيضًا أنه في هذه الحالة يظهر الهيكل خصائص مغناطيسية فريدة.

كما تعلم ، في المغناطيس الكلاسيكي ، يكون "دوران" الإلكترونات مسؤولاً عن الخصائص المغناطيسية. ولكن في هيكل ثلاثي الطبقات من الجرافين ، تشكلت المغناطيسية بسبب الحركة الدورانية الجماعية للإلكترونات.

تم اكتشاف نفس الهيكل المغناطيسي بالضبط من قبل مجموعة علمية أخرى. هذه هي الخصائص الوحيدة التي لوحظت على صفائح الجرافين الموجودة على بلورات نيتريد البورون.

وقد أظهر العمل العلمي الحالي أن نفس الخصائص يتم ملاحظتها في تصميم أبسط بكثير ، يتكون من الجرافين فقط.

كما يؤكد العلماء ، فإن الكربون ليس مادة مغناطيسية وبالتالي فمن المدهش أنه لا يمكن الحصول على هذه الخاصية إلا من خلال وضع صفائح الجرافين بشكل صحيح في زاوية الالتواء المطلوبة.

في الوقت الحالي ، يواصل العلماء تجاربهم النشطة من أجل فهم أفضل للخصائص الأساسية للحالات الجديدة. لذا العلماء ما زالوا في بداية دراسة الخصائص المذهلة للجرافين.

شارك العلماء نتائج التجربة على صفحات المجلة فيزياء الطبيعة.

إذا كنت تحب المادة ، فرفع إبهامك واشترك واكتب التعليقات. شكرا لاهتمامكم!