ابتكر العلماء الأمريكيون أنحف مغناطيس في العالم بسمك ذرة واحدة فقط
حقق فريق بحثي مشترك من مختبر لورانس بيركلي الوطني وجامعة كاليفورنيا في بيركلي اختراقًا حقيقيًا وحصل على مادة مغناطيسية ثنائية الأبعاد.
في هذه الحالة ، يكون المغناطيس الذي تم إنشاؤه بسمك ذرة واحدة فقط ، وعلى عكس المواد المماثلة التي تم إنشاؤها مسبقًا ، يمكن أن يعمل بشكل كامل في درجة حرارة الغرفة. سيتم مناقشة هذا المغناطيس الفريد وآفاقه.
مغناطيس جديد وآفاقه
في عام 2017 البعيد بالفعل ، أجرى العلماء دراسة لمواد مغناطيسية مثل الكروم ثلاثي يوديد ، والتي ، كما اتضح ، من الممكن تمامًا طحنها إلى طبقة أحادية بسمك ذرة واحدة فقط ، مع الحفاظ على المغناطيسية.
كان العيب الوحيد هو أن المادة الناتجة كانت غير مستقرة ، وفي درجة حرارة الغرفة فقدت (المادة) خصائصها المغناطيسية. وقد وجد العلماء هذا العام حلاً لهذه المشكلة.
بدأ العلماء بمزيج من أكسيد الجرافين والزنك والكوبالت ، والذي تم تحميصه لاحقًا ثم تحويله إلى طبقة من أكسيد الزنك تتخللها ذرات الكوبالت.
في هذه الحالة ، تبين أن سمك المادة الناتجة يساوي ذرة واحدة. ثم تم حشر الطبقة الناتجة بين طبقتين من الجرافين ، والتي تم حرقها لاحقًا ، تاركة وراءها فيلمًا مغناطيسيًا ثنائي الأبعاد.
أظهرت التجارب الإضافية على المادة أنه من الممكن تمامًا تغيير مغناطيسية المادة عن طريق تغيير محتوى الكوبالت في المادة. لذا فإن محتوى 5-6٪ من ذرات الكوبالت أعطى مغناطيسية ضعيفة للمادة. وبالفعل أدت الزيادة في التركيز إلى 12 ٪ إلى الحصول على مادة قوية بدرجة كافية.
أدت زيادة تركيز الكوبالت إلى 15٪ بالفعل إلى انخفاض في الخصائص المغناطيسية بسبب حقيقة أن عملية التنافس بين مختلف الحالات المغناطيسية قد بدأت داخل المادة.
بالإضافة إلى ذلك ، أكد العلماء أن المغناطيس ثنائي الأبعاد الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة يحتفظ بخصائصه حتى عند درجات حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية. ومع كل هذا ، أصبح من الممكن أيضًا ثني المادة وإعطائها أي شكل تقريبًا.
يربط مؤلف الدراسة ، روي تشين ، هذا السلوك الخاص للمادة في المقام الأول بوجود الإلكترونات الحرة في أكسيد الزنك.
أين يمكنك استخدام المغناطيس الناتج
بادئ ذي بدء ، يمكن أن تجد هذه المادة الفريدة تطبيقًا في الأجيال الجديدة من أجهزة التخزين. لذلك في أجهزة الذاكرة الحديثة ، يتم استخدام أنحف الأفلام المغناطيسية ، والتي يبلغ سمكها مئات أو حتى آلاف الذرات. إن استخدام المغناطيس بسمك ذرة واحدة فقط سيجعل من الممكن إنشاء أجهزة ذات كثافة أعلى بكثير.
بالإضافة إلى ذلك ، تفتح المادة المفتوحة أيضًا فرصًا إضافية لدراسة عالم الكم الفيزياء ، مما يجعل من الممكن مراقبة الذرات المغناطيسية الفردية ، وكذلك مراقبة كيفية القيام بذلك يتفاعل.
لذلك يمكن أن تكون المادة الجديدة مفيدة في مجال الإلكترونيات السينية ، حيث سيتم استخدام دوران الإلكترونات (وليس شحنتها) لتخزين البيانات ومعالجتها. بالإضافة إلى ذلك ، يقترح العلماء أن المغناطيس ثنائي الأبعاد قد يكون جزءًا من جهاز مضغوط يسهل بشكل كبير هذه العمليات.
شارك العلماء نتائج العمل المنجز على صفحات مجلة Nature Communications.
هل أعجبتك المادة؟ ثم قيمها وشكرا لاهتمامك!