Tutkijat löysivät kaksiulotteisen magneetin

University of Washingtonin ja Massachusetts Institute of Technologyn johtama tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa löytänyt magnetismia kaksiulotteisen maailman yksikerroksesta materiaalista.

Havainnot osoittavat, että magneettisia ominaisuuksia voi esiintyä 2D-materiaaleissa ja tutkijoiden mukaan magnetismi on erittäin vankka. He arvioivat, että uudenlaista informaatiotekniikkaa voi syntyä näihin uusiin 2D-magneetteihin perustuen.

Magneettisuutta löytyi yksikerroksisesta kromi trijodidi eli Crl3-materiaalista. Jo aiemmin on osoitettu, että Crl3 perusmateriaalin kidemuoto on ferromagneettinen. Mutta mikään kolmiulotteinen magneettinen aine ei ole aiemmin säilyttänyt magneettisia ominaisuuksiaan, kun se ohennetaan yhden atomin arkiksi.

Sinänsä yksikerroksiset materiaalit voivat osoittaa sellaisia ominaisuuksia, joita ei nähdä niiden monikerroksisissa 3D-muodoissa.

Ferromagneettisissa materiaaleissa elektronien spinit paljastavat magneettisuuden, kun polarisoituneen valon säde heijastuu materiaalin pinnasta.

Varsinainen havainto tehtiin erikoismikroskoopilla mutta yllättäen kaksikerroksista Crl3-hiutaleista ilmiötä ei löytynyt. Tämä osoittaa, että elektronien spinit ovat vastakkaiset ja kyseessä on antiferromagneettinen järjestys. Ferromagnetismi palautuu taas kolmikerroksisessa Crl3:ssa.

Kaksiulotteiset materiaalit tarjoavat jo sinällään mielenkiintoisia ilmiöitä mutta vielä suurempi mahdollisuuksia voi syntyä, kun pinotaan yhteen yksikerroksisia joilla on erilaisia fysikaalisia ominaisuuksia.

Esimerkiksi Crl3 pinottuna yksikerroksisen volframi diselenidin (WSe2) kanssa tuottaa ultrapuhtaan heterorakenteen rajapinnan, jolla on ainutlaatuisia ja odottamattomia fotonisia ja magneettisia ominaisuuksia kertovat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Magneettisuutta kaksiulotteisissa