Des scientifiques américains ont créé l'aimant le plus fin au monde avec une épaisseur d'un seul atome
Une équipe de recherche conjointe du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l'Université de Californie à Berkeley a réalisé une véritable percée et obtenu un matériau magnétique bidimensionnel.
Dans le même temps, l'aimant créé n'a qu'un atome d'épaisseur et, contrairement à des matériaux similaires créés précédemment, peut pleinement fonctionner à température ambiante. Cet aimant unique et ses perspectives seront discutés.
Un nouvel aimant et ses perspectives
Déjà en 2017, des scientifiques ont mené une étude sur un matériau ferromagnétique tel que le triiodure de chrome, qui, en fait, il est tout à fait possible de broyer en une monocouche d'une épaisseur d'un seul atome, tout en conservant son magnétisme.
Le seul inconvénient était que le matériau résultant était instable et qu'à température ambiante, il (le matériau) perdait ses propriétés magnétiques. Et cette année, les scientifiques ont trouvé une solution à ce problème.
Les scientifiques ont commencé avec un mélange d'oxyde de graphène, de zinc et de cobalt, qui a ensuite été cuit puis transformé en une couche d'oxyde de zinc parsemée d'atomes de cobalt.
Dans ce cas, l'épaisseur du matériau résultant s'est avérée égale à un atome. Ensuite, la couche résultante a été prise en sandwich entre deux couches de graphène, qui a ensuite été brûlée, laissant derrière elle un film magnétique 2D.
D'autres expériences avec le matériau ont montré qu'il est tout à fait possible de modifier le magnétisme du matériau en modifiant la teneur en cobalt du matériau. Ainsi, la teneur de 5-6% d'atomes de cobalt a donné un magnétisme assez faible au matériau. Et déjà une augmentation de la concentration à 12% a permis d'obtenir un matériau suffisamment résistant.
Une augmentation de la concentration de cobalt à 15% a déjà conduit à une diminution des propriétés magnétiques du fait que le processus de compétition de divers états magnétiques a commencé à l'intérieur du matériau.
De plus, les scientifiques ont souligné que l'aimant 2D ainsi obtenu conservait ses propriétés même à des températures allant jusqu'à 100 degrés Celsius. Et avec tout cela, le matériau s'est également avéré possible de se plier et de lui donner presque n'importe quelle forme.
L'auteur de l'étude, Rui Chen, associe ce comportement particulier du matériau principalement à la présence d'électrons libres dans l'oxyde de zinc.
Où pouvez-vous utiliser l'aimant résultant
Tout d'abord, un tel matériau unique peut trouver une application dans les nouvelles générations de périphériques de stockage. Ainsi, dans les dispositifs de mémoire modernes, les films magnétiques les plus minces sont utilisés, dont l'épaisseur est de centaines voire de milliers d'atomes. L'utilisation d'aimants d'un seul atome d'épaisseur permettra de créer des dispositifs avec une densité nettement plus élevée.
De plus, le matériau ouvert ouvre également des opportunités supplémentaires pour étudier le monde quantique physique, permettant d'observer des atomes magnétiques individuels, ainsi que d'observer comment ils interagir.
Ainsi, le nouveau matériau peut être utile dans le domaine de la spintronique, où le spin des électrons (et non leur charge) sera utilisé pour le stockage et le traitement des données. De plus, les scientifiques suggèrent qu'un aimant 2D pourrait faire partie d'un appareil compact qui facilite grandement ces processus.
Les scientifiques ont partagé les résultats des travaux effectués sur les pages de la revue Nature Communications.
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