Создан первый двухмерный магнит толщиной в один атом
Как сообщает редакция журнала Nature, группе ученых из университета Вашингтона удалось получить соединение на основе хрома и йода. По своей структуре соединение является чем-то вроде аналога графена, имея толщину всего в 1 атом. При этом новое соединение обладает выраженными магнитными свойствами, представляя из себя, по сути, «плоский двухмерный магнит».
Все магнитные материалы состоят из особых областей, называемых «доменами». Как правило, спины электронов атомов в доменах повернуты сторону, противоположную тому, в какую стороны направлены спины электронов в соседних доменах. Благодаря этому некоторые металлы, не обладая магнитным полем, способны намагничиваться под влиянием внешнего магнитного поля. Эта способность материалов менять свойства под воздействием магнитного поля на сегодняшний день используется в разработке новых магнитных систем хранения информации. Ученые считают, что при помощи магнитных материалов, имеющих плоскую структуру, можно добиться значительных успехов в разработке новых носителей информации на основе магнитов. В ходе серии тестов ученым удалось создать несколько версий двухмерных магнитов, используя технологию, которую применяли создатели графена для получения первых образцов этого материала. Как рассказывает один из участников проекта Сяодун Сю,
«Давно известно, что соль трийодид хрома (CrI3), соединение из трех атомов йода и одного атома хрома, обладает магнитными свойствами, которые могут в теории сохраняться и в плоских слоях этой соли. Проблема заключалась в том, что раньше не получалось синтезировать одиночный слой из молекул этого соединения. Более того, многие физики вообще сомневались в том, что CrI3 или любой другой магнитный материал сохранит свои свойства при превращении в двухмерную структуру».
Команда ученых решила эту проблему весьма элегантным способом: «оторвав» несколько полосок трийодида хрома из «трехмерного» соединения, эксперты измерили их магнитные свойства и ряд других характеристик. Аналогичным образом ученые создали 2D-магнит, используя сплав хрома, германия и теллура. Интересно еще и то, что трийодид хрома теряет свои свойства, если «оторвать» сразу два слоя его молекул, но сохраняет их при наличии трех и более слоев. Почему это происходит, ученые пока не знают.
«Двухмерные магниты являются крайне интересными сами по себе, так как они позволяют очень четко и точно менять магнитные свойства их отдельных частей. Но еще интереснее выглядит комбинация из нескольких разнородных слоев подобного рода. В таком случае внутри в них могут возникать экзотические феномены, которые мы никогда раньше не видели».
Основано на материалах агентства РИА «Новости»