Los científicos estadounidenses han creado el imán más delgado del mundo con un grosor de un solo átomo.
Un equipo de investigación conjunto del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley ha logrado un gran avance y ha obtenido material magnético bidimensional.
Al mismo tiempo, el imán creado tiene solo un átomo de espesor y, a diferencia de materiales similares creados anteriormente, puede funcionar completamente a temperatura ambiente. Se discutirá este imán único y sus perspectivas.
Un nuevo imán y sus perspectivas
En 2017, los científicos llevaron a cabo un estudio de un material ferromagnético como el triyoduro de cromo, que, como resultó, es muy posible moler a una monocapa con un grosor de un solo átomo, manteniendo su magnetismo.
El único inconveniente fue que el material resultante era inestable y, a temperatura ambiente, (el material) perdió sus propiedades magnéticas. Y este año los científicos han encontrado una solución a este problema.
Los científicos comenzaron con una mezcla de óxido de grafeno, zinc y cobalto, que posteriormente se horneó y luego se transformó en una capa de óxido de zinc intercalado con átomos de cobalto.
En este caso, el grosor del material resultante resultó ser igual a un átomo. Luego, la capa resultante se interpuso entre dos capas de grafeno, que posteriormente se quemó, dejando una película 2D magnética.
Otros experimentos con el material mostraron que es muy posible cambiar el magnetismo del material cambiando el contenido de cobalto en el material. Entonces, el contenido de 5-6% de átomos de cobalto dio un magnetismo bastante débil al material. Y ya un aumento de la concentración al 12% hizo posible obtener un material suficientemente fuerte.
Un aumento en la concentración de cobalto al 15% ya ha provocado una disminución de las propiedades magnéticas debido a que el proceso de competencia de varios estados magnéticos ha comenzado dentro del material.
Además, los científicos destacaron que el imán 2D obtenido de esta forma conservaba sus propiedades incluso a temperaturas de hasta 100 grados centígrados. Y con todo esto, el material también resultó ser posible doblar y darle casi cualquier forma.
El autor del estudio, Rui Chen, asocia este comportamiento especial del material principalmente con la presencia de electrones libres en el óxido de zinc.
¿Dónde puedes usar el imán resultante?
En primer lugar, un material tan exclusivo puede encontrar aplicación en las nuevas generaciones de dispositivos de almacenamiento. Entonces, en los dispositivos de memoria modernos, se utilizan las películas magnéticas más delgadas, cuyo espesor es de cientos o incluso miles de átomos. El uso de imanes de un solo átomo de espesor permitirá crear dispositivos con una densidad significativamente mayor.
Además, el material abierto también abre oportunidades adicionales para estudiar el mundo cuántico. física, lo que permite observar átomos magnéticos individuales, así como observar cómo se interactuar.
Por lo tanto, el nuevo material puede ser útil en el campo de la espintrónica, donde el espín de los electrones (y no su carga) se utilizará para almacenar y procesar datos. Además, los científicos sugieren que un imán 2D puede ser parte de un dispositivo compacto que facilita enormemente estos procesos.
Los científicos han compartido los resultados del trabajo realizado en las páginas de la revista Nature Communications.
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