Foto: © nanomanpro / Dollar Photo Club

Další triky grafenu: orbitální magnetismus

Je na obzoru nový typ pamětí? Na Stanfordu objevili předpovězenou, ale dosud nepozorovanou formu magnetismu – tzv. orbitální feromagnetismus. Tento jev se vyskytuje u dvou vrstev grafenu, jejichž mřížky jsou vůči sobě pootočeny o určitý úhel.
Pootočené mřížky grafenu se dosud zkoumaly především v souvislosti se supravodivostí a objev „magického úhlu“ 1,1º se pokládá za jeden z nejvýznamnějších vědeckých výsledků loňského roku.
Viz také: Pátrání po supravodivém grafenu

Vedoucí výzkumného týmu David Goldhaber-Gordon také původně zkoumal u grafenu právě supravodivost, na zvláštní formu magnetismu vědci přišli náhodou. Dvě pootočené vrstvy grafenu vložili mezi dvě vrstvy jiného oblíbeného 2D materiálu, nitridu bóru; jednu z těchto vrstev přitom (neúmyslně) natočili tak, aby byla téměř zarovnána s grafenem uvnitř. Tím došlo ke změně vlastností grafenu. Další změnu vyvolal samotný úhel pootočení grafenových vrstev. Toto natáčení představuje obtížný technický problém. Na Stanfordu vyšli z jiných zjištěních, podle nichž je výsledek pootočení oproti předpokladu zpravidla o něco menší, proto, aby dostali 1,1º, cílili na hodnotu 1,17º. Výsledkem ale kupodivu bylo 1,2º, s grafenem je v tomto ohledu prostě trochu těžké pořízení. Poté se vědci soustředili na zkoumání vlastností se vztahem k supravodivosti, tedy studovali šířku zakázaného pásu i to, zda jsou elektrony v grafenu za těchto podmínek spolu provázány a pohybují se korelovaně.
Při teplotě těsně nad absolutní nulou vědci připojili ke grafenu zdroj napětí a pustili do něj proud elektronů. V tu chvíli se objevilo napětí kolmé k toku proudu – jednalo se o tzv. Hallovo napětí, které ovšem obvykle vzniká v reakci na vnější magnetické pole. Tuto anomálii lze vysvětlit pouze tím, že grafen generoval své vlastní magnetické pole, stal se feromagnetem. Autoři výzkumu tvrdí, že tento feromagnetismus vzhledem k podmínkám ale nemohl být výsledkem uspořádání spinů elektronů, ale muselo jít o uspořádání jejich orbitálních pohybů (poznámka: laická představa, zatímco spin je vnitřní rotace elektronu, zde jde o to, že všechny budou obíhat v elektronu jedním směrem; nebo se toto týká pouze valenčních elektronů?). Takto vznikající magnetické pole je oproti běžnému feromagnetismu slabší o několik řádů, což by ale pro určité scénáře využití mohla být i výhoda. Jako jedna z těchto možností se uvádějí paměti paměti pro kvantové počítače (poznámka PH: proč pro počítače kvantové a ne pro klasické?), kdy by bity mohly být umístěny blízko sebe, aniž by se navzájem ovlivňovaly. Zápis (vytvoření magnetického pole) vyžaduje pouze málo energie, snadné by mělo být i čtení informace.

Aaron L. Sharpe et al. Emergent ferromagnetism near three-quarters filling in twisted bilayer graphene, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aaw3780
Zdroj: Phys.org/Stanford University

Zdroj: NASA/Wikipedia, licence obrázku public domain

Všechna pohoří si jsou podobná – matematicky

Prý nezávisí na absolutní výšce hor, na jejich stáří ani na tom, zda jsou tektonického …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close