نوع جدیدی از آهنربا با سه لایه از گرافن
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان با کشف مغناطیس الکترونها در سه لایه از گرافن، موفق به ساخت نوع جدیدی از آهنربا شدند و این اکتشاف نشان میدهد که چگونه گرافنهای مورد استفاده در دستگاههای الکترونیکی میتواند برای مطالعات بنیادی و همچنین برنامههای مختلف مورد استفاده قرار گیرند. فلزات دارای تراکم زیادی از الکترونها هستند؛ به همین خاطر برای مشاهدهی طبیعت موجی الکترون می توان تنها از سیمی فلزی با پراکندگی اندک اتم استفاده کرد. با این حال، در گرافن - گرافیت ضخیم تک اتمی- چگالی الکترونها بسیار کمتر است و میتوان با ساخت یک ترانزیستور، در آن ایجاد تغییر کرد. در نتیجه چگالی پایین الکترون و برای تشخیص ماهیت موجی الکترون، همانطور که در مکانیک کوانتومی توصیف آن آمده، میتوان از گرافن استفاده کرد.
اغلب در فلزاتی مانند مس الکترونها در هر ۱۰۰ نانومتر بهصورت پراکنده قرار گرفتهاند، فاصلهای تقریباً ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از قطر موی انسان، البته با در نظر گرفتن ناخالصیها و ناقصیها دارند. الکترونها میتوانند درفاصلههای بیشتری از هم یعنی تا فاصلهی ۱۰ میکرومتر، فاصلهای تقریباً ۱۰ برابر کوچکتر از قطر موی انسان، در گرافن قرار گیرند. این فاصله با قرارگرفتن گرافن بین لایههای نیترید بور، تحقق مییابد. نقص در لایههای نیترید بور مانع از جریان یافتن الکترون در گرافن میشود. پراکندگی و فاصلهی زیاد بین الکترونها، موجب نقصهایی میشود و آن کاهش تعامل بین الکترونها است. برای کاهش این نقصان، به فضایی شبیه به اتاقی آرام برای فعال کردن تعاملات الکترونیکی به منظور توسعه ارتباط بین الکترونها نیاز است.
بر اساس تحقیقات پروفسور «ماندار دشماخ» و دانشجوی دکتری «بیسواجیت داتا» از موسسهی تحقیقاتی TIFR هند، فقط این حالت اجازه میدهد که تعامل الکترونیکی در سه لایه از گرافن انجام گیرد. این مطالعه نوع جدیدی از آهنربا را به نمایش گذاشت و نشان داد که دستگاههای الکترونیکی مبتنی برگرافن میتوانند در مطالعات بنیادی نیز سودمند باشند. این مطالعات منجر به کشف خاصیت مغناطیسی الکترونها در سه لایه از گرافن در دمای پایین منفی ۲۷۲ سانتیگراد شد. باید در نظر داشت که مغناطیس الکترونها از هماهنگی و تعامل بین تعداد زیادی الکترون ناشی میشود.
نوشته: Tata Institute of Fundamental Research
ترجمه: مجله علمی ایلیاد