Viisi kerrosta grafeenia

09.11.2023

MIT-viisi-kerrosta-grafeenia-kullaksi-250-t.jpgMassachusetts Institute of Technologyn (MIT) fyysikot ja kollegat ovat eristäneet viisi erittäin ohutta grafiittihiutaletta, jotka on sitten pinottu tietyssä järjestyksessä, jolloin tuloksena oleva materiaali voidaan virittää osoittamaan kolme tärkeää ominaisuutta, joita ei ole koskaan ennen nähty luonnongrafiitissa.

"Se on tavallaan kuin yhden luukun ostokset", sanoo Long Ju, MIT:n fysiikan laitoksen apulaisprofessori. "Tässä tapauksessa emme koskaan ymmärtäneet, että kaikki nämä mielenkiintoiset asiat on upotettu grafiittiin. On hyvin harvinaista löytää materiaaleja, jotka voivat isännöidä näin monia ominaisuuksia."

Jo pitkään on grafeenilevyjen pinoaminen ja niiden kiertäminen pienessä kulmassa on tuonut esiin uusia ominaisuuksia suprajohtavuudesta magnetismiin. Näin on syntynyt "twistroniikan" ala.

Nykyisessä työssä "löysimme mielenkiintoisia ominaisuuksia ilman kiertämistä", sanoo Ju.

Nyt tutkijat huomasivat, että materiaali voi olla eristävää, magneettista tai topologista".

"Työmme perustaa romboedrisesti pinotun monikerroksisen grafeenin erittäin viritettäväksi alustaksi näiden uusien vahvasti korreloivan ja topologisen fysiikan tutkimiseksi", Ju ja hänen kollegansa päättelevät.

Noin viikkoa aikaisemmin MIT:n fyysikot löysivät grafeenista toisen yllättävän ominaisuuden: Kun grafeeni on pinottu viiteen kerrokseen, romboedrisen kuvion mukaisesti, se saa hyvin harvinaisen, "moniferroisen" tilan, jossa materiaalissa on sekä epätavallista magnetismia että eksoottista elektronista käyttäytymistä, jonka tiimi on nimennyt ferro-valleytricity:ksi.

"Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun näemme ferro-laaksoisuutta ja epätavallista magnetismia viidessä grafeenikerroksessa. Mutta emme näe tätä ominaisuutta yhdessä, kahdessa, kolmessa tai neljässä kerroksessa." sanoo tätäkin tutkimusta johtanut fysiikan apulaisprofessori Long Ju.

Löytö voi auttaa insinöörejä suunnittelemaan erittäin pienen tehonkäytön ja suuren kapasiteetin datan tallennuslaitteita klassisille ja kvanttisille tietokoneille.

"Multiferroisten ominaisuuksien olemassaolo yhdessä materiaalissa tarkoittaa, että jos magneettisen kiintolevyn kirjoittaminen säästäisi energiaa ja aikaa, voit myös tallentaa kaksinkertaisen määrän informaatiota perinteisiin laitteisiin verrattuna", Ju sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Atomien ja eksitonien twist

Erittäin viritettäviä komposiittimateriaaleja

Magneettisia yllätyksiä grafeeneissa
18.07.2025Uusi biosensori valaisee kasvin RNA:ta reaaliajassa
17.07.2025OLED-näyttöjen kehitysnäkymiä
16.07.2025Avaus pienen energiankäytön elektroniikalle
16.07.2025Yhden sirun mikroaaltofotoniikan järjestelmä
15.07.2025Uusi materiaali emittoi paremmin kuin se absorboi
15.07.2025Miksi aurinko on niin hyvä haihduttamaan vettä
14.07.2025Metallin tavoin johtavia MOFeja
12.07.2025Polttokenno vakauttaa sähköverkkoa tuottamalla ja varastoimalla energiaa
11.07.2025Kubittimaailman millikelvineitä ja millisekunteja
11.07.2025Varatut pisarat voivat osua pintaan ilman roiskeita

Siirry arkistoon »