Nejtenčí magnet světa má jedinou vrstvu atomů  
Nový 2D materiál z oxidu zinku a kobaltu představuje první skutečně 2D magnet. Je nejtenčí a také nejvíce odolný vůči vyšším teplotám. Funguje jako magnet i při teplotách kolem 100 °C. Průlomový 2D magnet by mohl najít široké uplatnění ve vývoji elektroniky i ve výzkumu kvantových jevů.
Struktura nového 2D magnetu. Kredit: Berkeley Lab.
Struktura nového 2D magnetu. Kredit: Berkeley Lab.

Materiáloví vědci v posledních letech zkoumají a vyvíjejí 2D magnety. Například v roce 2017 se objevil 2D iodid chromu CrI3, který si uchoval feromagnetickou povahu vícevrstevného materiálu stejného složení. Až doposud byl ale s takovými 2D magnety problém v tom, že fungovaly jen za velmi nízkých teplot. To podstatně omezovalo jejich praktické využití.

Jie Yao. Kredit: UC Berkeley.
Jie Yao. Kredit: UC Berkeley.

 

Tým amerických odborníků Lawrence Berkeley National Laboratory a University of California, Berkeley, v průlomovém výzkumu vyvinul 2D materiál, který tvoří jediná vrstva atomů, a přitom funguje i při pokojové teplotě. Mohly by z toho být nesmírně zajímavé aplikace, včetně ukládání dat při mnohem větší hustotě zápisu než dnes.

 

Potvrzuje to i vedoucí výzkumu Jie Yao z University of California, Berkeley. Soudobé 2D magnety potřebují významně chladit, zatímco datacentra z řady praktických důvodů běží při pokojové teplotě. Jejich nový 2D magnet by měl být první skutečně 2D magnetem, tvořeným jedinou vrstvou atomů, a také prvním, který zvládá pokojovou i vyšší teplotu.

Logo. Kredit: Berkeley Lab.
Logo. Kredit: Berkeley Lab.

 

Vědci vytvořili nový 2D magnet ze směsi oxidu grafenu, zinku a kobaltu. Směs v laboratoři upekli a tím vytvořili vrstvu oxidu zinku, obohacenou atomy kobaltu, vloženou mezi dvě vrstvy grafenu. Po odstranění grafenu získali 2D magnetický film. Následné experimenty ukázaly, že magnetickou povahu 2D magnetu je možné ovlivnit změnami množství atomů kobaltu. Při koncentraci 5-6 procent atomů kobaltu je výsledný materiál jen slabě magnetický. Obsahuje-li kolem 12 procent atomů kobaltu, tak vznikne velmi silný magnet. A při obsahu 15 procent atomů kobaltu se materiál dostane do komplikovaného kvantového stavu, v němž jsou jednotlivé magnetické stavební prvky ve vzájemném konfliktu.

 

V experimentech rovněž vyšlo najevo, že nový 2D magnet si udrží magnetické vlastnosti až při teplotě kolem 100 °C, což podstatně rozšiřuje jeho možné využití. Jak uvádějí tvůrci materiálu, velmi zajímavé jsou i jeho mechanické vlastnosti. Ukázalo se, že materiál lze ohnout do prakticky jakéhokoliv tvaru. Nový materiál by se rovněž mohl uplatnit ve výzkumu kvantových jevů.

 

Literatura

Berkeley Lab 20. 7. 2021.

Nature Communications 12: 3952.

Datum: 22.07.2021
Tisk článku

Související články:

Fosforen nebezpečným sokem grafenu v elektronice     Autor: Stanislav Mihulka (28.01.2014)
Germanen novým 2D bratrancem grafenu     Autor: Stanislav Mihulka (23.09.2014)
Do klubu pozoruhodných 2D materiálů vstupuje borofen     Autor: Stanislav Mihulka (20.12.2015)
Železná ruda boduje: Řady pozoruhodných 2D materiálů rozšířil hematen     Autor: Stanislav Mihulka (02.08.2018)
Nejtenčí zlato světa má tloušťku pouhé 2 atomy     Autor: Stanislav Mihulka (20.08.2019)



Diskuze:

Názvosloví

Jiří Sudek,2021-07-23 20:08:50

Prvek chemické značky I se v češtině jmenuje jod (jód). Sloučenina CrI3 je sůl jednosytné kyseliny jodovodíkové (HJ), tedy jodid. Chrom je zde trojmocný a proto se CrI3 správně česky jmenuje jodid chromitý.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace