BTC/USD 24886.35 1.18%
ETH/USD 1999.55 0.58%
LTC/USD 64.86 0.30%
BRENT/USD 73.55 0.86%
GOLD/USD 1795.76 -5.64%
RUB/USD 60.90 0.46%
Tokyo
Moscow
New-York

Ученые создали самый тонкий в мире магнит, сохраняющий свойства даже при высоких температурах

0

двумерный материал

Исследователи создали первый ультратонкий магнит, толщиной всего в 1 атом, который открывает путь к разработке устройств памяти и электроники нового поколения.

В современных запоминающих устройствах магнитные компоненты обычно состоят из очень тонких пленок. Однако они все еще остаются трехмерными, поскольку имеют толщину 100-1000 атомов. Инженеры долгое время искали способ изготовить действительно двумерные магнитные пленки, чтобы повысить плотность хранения данных.

Хотя ранее ученые уже создавали 2D-магниты, но все они хорошо работали только при низких температурах, а в нормальных условиях быстро теряли свои свойства или становились химически нестабильными. Теперь команда из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли смогла изготовить практичный магнит толщиной в 1 атом, сохраняющий характеристики даже при 100 °C.

Для его создания исследователи использовали раствор из оксида графена, цинка и кобальта. Спустя несколько часов запекания в лабораторной печи эта смесь превращается в одноатомный слой оксида цинка с содержанием небольшого количества кобальта, зажатый между листами графена. На втором этапе графен выжигается, оставляя лишь пленку из оксида цинка, легированного кобальтом.

структура самого тонкого магнита

Команда подтвердила получение действительно двумерной структуры с помощью сканирующей электронной микроскопии, буквально изучив материал по атомам. Для проверки магнитных свойств при высоких температурах ученые использовали рентгеновские эксперименты.

В ходе опытов было установлено, что при содержании 5-6% атомов кобальта пленка проявляет слабые магнитные свойства. Увеличение концентрации до 12% приводит к очень сильному магнитному эффекту. При увеличении содержания кобальта выше 15% материал переходит в экзотическое состояние квантовой «фрустрации», при которой внутренние магнитные силы подавляют друг друга.

По словам команды, такой двумерный магнит позволяет создавать электронику и хранилища данных следующего поколения, такие как сверхкомпактные устройства спинтронной памяти и новые инструменты для изучения квантовой физики. Технология производства материала может быть достаточно легко освоена в промышленных масштабах.

Напомним, что всего пару месяцев назад ученые также открыли бифенилен – новый тип углеродного материала с металлическими свойствами толщиной в 1 атом.

текст: Илья Бауэр, фото: Lawrence Berkeley National Laboratory, iStock