`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Ученые обнаружили двумерный магнит

+33
голоса

Впервые ученые обнаружили магнетизм в двумерном мире монослоев, или материалов, которые образованы одним атомным слоем, что открывает дверь для новых приложений.

Магнитные материалы составляют основу технологий, которые сегодня играют все более важную роль в нашей жизни, включая считывание и хранение данных на жестком диске. Но поскольку наши инновационные мечты включают желания иметь все более и более быстрые устройства, исследователи ищут новые магнитные материалы, которые являются более компактными, более эффективными и могут управляться с использованием точных, надежных методов.

Команда во главе с Вашингтонским университетом (UW) и Массачусетским технологическим институтом (МТИ) впервые обнаружила магнетизм в двумерном мире монослоев, или материалов, которые образованы одним атомным слоем. Выводы, опубликованные в журнале Nature, показывают, что магнитные свойства могут существовать даже в двумерной области, открывая мир новых потенциальных приложений.

«То, что мы обнаружили здесь, - это изолированный двумерный материал с внутренним магнетизмом, и магнетизм в системе очень устойчив, - сказал Сяодун Сюй (Xiaodong Xu), профессор физики, материаловедения и инженерных наук, а также член Института чистой энергии в UW. - Мы предполагаем, что на основе этих новых двумерных магнитов могут появиться новые информационные технологии».

Проф. Сюй и проф. Пабло Харилло-Эрреро (Pablo Jarillo-Herrero) из МТИ возглавляли международную команду ученых, которые доказали, что материал – трехйодистый хром, или CrI3, – обладает магнитными свойствами в монослойной форме.

Другие группы, в том числе соавтор Майкл МакГуайр (Michael McGuire) из Окриджской национальной лаборатории, ранее показали, что CrI3 – в его многослойной трехмерной кристаллической форме – является ферромагнетиком. В ферромагнитных материалах спины составляющих электронов устанавливаются в одном направлении даже без внешнего магнитного поля.

Но ни одно трехмерное магнитное вещество ранее не сохраняло свои магнитные свойства при уменьшении до одного атомного слоя. Фактически, монослойные материалы могут демонстрировать уникальные свойства, которые не видны в их многослойных трехмерных формах.

«Вы просто не можете точно предсказать, какие электрические, магнитные, физические или химические свойства двухмерного монослойного кристалла будут основаны на поведении его трехмерной объемной копии», - сказал соавторов и докторант из UW Бевин Хуан (Bevin Huang).

Атомы в монослойных материалах считаются «функционально» двумерными, потому что электроны могут перемещаться только внутри атомного листа, подобно фигурам на шахматной доске.

Чтобы обнаружить свойства CrI3 в его двумерной форме, команда использовала скотч-ленту для отслаивания монослоя CrI3 из трехмерной кристаллической формы. Эта простая недорогая техника была впервые использована для получения графена, двумерной формы графита, и с тех пор успешно применяется к другим материалам.

В ферромагнитных материалах выровненные спины электронов оставляют специфическую сигнатуру, когда луч поляризованного света отражается от поверхности материала. Исследователи обнаружили эту подпись в CrI3 с использованием специального типа микроскопии. Это первый окончательный признак собственного ферромагнетизма в изолированном монослое.

Удивительно, но в слоях CrI3 толщиной в два слоя оптическая сигнатура исчезла. Это указывает на то, что спины электронов противоположно выровнены друг с другом, что называется антиферромагнитным упорядочением.

Ферромагнетизм возвращается в трехслойный CrI3. Ученым нужно будет провести дальнейшие исследования, чтобы понять, почему CrI3 отображает эти замечательные магнитные фазы, зависящие от количества слоев.

«Только двумерные монослои предлагают захватывающие возможности для изучения эффективного и точного электрического управления магнитными свойствами, что было проблемой для реализации в трехмерных объемных кристаллах, - сказал проф. Сюй. - Но еще большая возможность может возникнуть, когда вы складываете монослои с разными физическими свойствами вместе. Там вы можете получить еще более экзотические явления, которые не наблюдаются в одном монослое или в трехмерном объемном кристалле».

Инженер-электрик из UW и профессор физики Кай-Мэй Фу (Kai-Mei Fu) с коллегами, проводившие родственные исследования, опубликовали статью в Science Advances, в которой показано, что ультратонкая форма CrI3 при укладке с монослоем вольфрама диселенида создает ультрачистый «гетероструктурный» интерфейс с уникальными и неожиданными оптическими и магнитными свойствами.

«Гетероструктуры обладают наибольшим потенциалом для реализации новых приложений в области вычислительной техники, хранения данных, коммуникаций и других приложений, которые мы еще не можем представить», - сказал проф. Сюй.

Ученые обнаружили двухмерный магнит

Вид сверху одного слоя CrI3. Серые шарики представляют собой атомы Cr, а пурпурные – атомы I

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT