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
30.11.2023Josephson-liitosten käyttö supravirran ohjaamiseen
29.11.2023Mikrotekniikkaa ja molekyylikemiaa aurinkokennoille
28.11.2023Materiaalien kehittelyä koneoppisella
27.11.2023Kaksiulotteisia magneetteja tietotekniikalle
25.11.2023Uusi jäähdytysmekanismi jääkaapeille ja jäähdytyslaitteille
24.11.2023Vangita elektroneja 3D-kiteeseen
23.11.2023Pikofotoniikan synty: Kohti aikakidemateriaaleja
22.11.2023Veden ja ilman välinen akustinen viestintä
21.11.2023Uusia kubittiratkaisuja
20.11.2023Erittäin nopeat laserit erittäin pienillä siruilla

Siirry arkistoon »