هنگامی که دو ورقه از گرافن نانومواد کربنی در یک زاویه مشخص در کنار هم قرار می گیرند، این یک فیزیک جذاب ایجاد می کند. به عنوان مثال، هنگامی که این به اصطلاح "گرافن با زاویه جادویی" تقریباً به صفر مطلق سرد می شود، ناگهان تبدیل به یک ابررسانا می شود، به این معنی که الکتریسیته را با مقاومت صفر هدایت می کند.
اکنون یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه براون یک پدیده شگفت‌انگیز جدید را کشف کرده‌اند که می‌تواند با زاویه جادویی در گرافن رخ دهد. در مطالعه ای که در مجله منتشر شده است علوم پایهاین تیم نشان داد که با القای پدیده ای به نام پیوند اسپین-مدار، گرافن با زاویه جادویی تبدیل به یک فرومغناطیس قدرتمند می شود.
جیا لی، دستیار فیزیک براون و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: «مغناطیس و ابررسانایی معمولاً در فیزیک ماده متراکم در دو انتهای طیف قرار دارند و به ندرت در یک پلت فرم ماده رخ می دهند. با این حال، ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم مغناطیس را در سیستمی ایجاد کنیم که در ابتدا میزبان ابررسانایی بود. این روشی جدید برای مطالعه برهمکنش بین ابررسانایی و مغناطیس به ما می‌دهد و فرصت‌های جدید هیجان‌انگیزی را برای تحقیقات کوانتومی فراهم می‌کند.
گرافن با زاویه جادویی در سال های اخیر هیجان زیادی در فیزیک ایجاد کرده است. گرافن یک ماده دو بعدی است که از اتم‌های کربن ساخته شده است که به شکل لانه زنبوری چیده شده‌اند. صفحات گرافن منفرد به خودی خود جالب هستند - آنها استحکام مواد قابل توجه و رسانایی الکتریکی بسیار موثر را نشان می دهند. اما وقتی ورقه‌های گرافن چیده می‌شوند، همه چیز جالب‌تر می‌شود. الکترون ها نه تنها با الکترون های دیگر در ورق گرافن، بلکه با الکترون های موجود در ورق مجاور نیز شروع به تعامل می کنند. تغییر زاویه ورقه ها نسبت به یکدیگر این برهمکنش ها را تغییر می دهد و منجر به پدیده های کوانتومی جالبی مانند ابررسانایی می شود.
این مطالعه جدید چین و چروک جدیدی - مدار چرخشی - به این سیستم جالب می‌افزاید. پیوند اسپین-اوربیتال حالتی از رفتار یک الکترون در مواد خاصی است که در آن چرخش هر الکترون - گشتاور مغناطیسی کوچک آن به سمت بالا یا پایین - به مدار آن در اطراف هسته اتم متصل می شود.
جیانگ سیازی لین، محقق فوق دکترا در براون و نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید: «می‌دانیم که اتصال مدار چرخشی منجر به طیف گسترده‌ای از پدیده‌های کوانتومی جالب می‌شود، اما معمولاً در گرافن با زاویه جادویی وجود ندارد.» ما می‌خواستیم یک اتصال مدار چرخشی را معرفی کنیم و سپس ببینیم که چه تأثیری روی سیستم دارد.»
برای انجام این کار، لی و تیمش گرافن را با یک زاویه جادویی به بلوک دیزلنید تنگستن پیوند دادند، ماده ای که دارای پیوند اسپین-مدار قوی است. هم ترازی پشته دقیقاً باعث ایجاد پیوند اسپین-اوربیتال در گرافن می شود. از آنجا، تیم سیستم را با جریان های الکتریکی خارجی و میدان های مغناطیسی مورد مطالعه قرار می دهد.
آزمایش‌ها نشان می‌دهند که جریان الکتریکی که در یک جهت از ماده در حضور میدان مغناطیسی خارجی عبور می‌کند، ولتاژی را در جهتی عمود بر جریان تولید می‌کند. این تنش که به اثر هال معروف است، نشانه ای از میدان مغناطیسی داخلی در ماده است.
در کمال تعجب تیم تحقیقاتی، آنها نشان دادند که حالت مغناطیسی را می توان توسط یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل کرد که در صفحه گرافن یا خارج از صفحه قرار دارد. این بر خلاف مواد مغناطیسی بدون پیوند مداری چرخشی است، که در آن مغناطیس داخلی تنها زمانی قابل کنترل است که میدان مغناطیسی خارجی در جهت مغناطیس باشد.
یاهوی ژانگ، فیزیکدان نظری در دانشگاه هاروارد که با تیم براون کار می‌کند، می‌گوید: «این مشاهدات نشان‌دهنده این است که پیوند اسپین-مدار واقعاً وجود دارد و شواهدی برای ساخت یک مدل نظری برای درک تأثیر رابط اتمی ارائه کرده است. برای درک فیزیک مرتبط با مغناطیس مشاهده شده.
ارین موریست، دانشجوی براون که برخی از کارهای آزمایشی را انجام داد، می‌گوید: «تاثیر منحصر به فرد پیوند اسپین-مدار به دانشمندان یک دستگیره آزمایشی جدید می‌دهد تا تلاش‌های خود را برای درک رفتار گرافن در یک زاویه جادویی انجام دهند. "یافته ها همچنین پتانسیلی برای کاربردهای دستگاه های جدید دارند."
یکی از کاربردهای ممکن در حافظه کامپیوتر است. این تیم دریافت که خواص مغناطیسی گرافن با زاویه جادویی را می توان هم توسط میدان های مغناطیسی خارجی و هم توسط میدان های الکتریکی کنترل کرد. این سیستم دو بعدی را به یک نامزد ایده آل برای یک دستگاه حافظه مغناطیسی با گزینه های خواندن / نوشتن انعطاف پذیر تبدیل می کند.
محققان می گویند یکی دیگر از کاربردهای بالقوه در محاسبات کوانتومی است. رابط بین فرومغناطیس و ابررسانا به عنوان یک بلوک ساختمانی بالقوه برای کامپیوترهای کوانتومی پیشنهاد شده است. با این حال، مشکل این است که ایجاد چنین رابطی دشوار است، زیرا آهنرباها معمولاً برای ابررسانایی مخرب هستند. اما ماده ای که هم توانایی فرومغناطیس و هم ابررسانایی را دارد می تواند راهی برای ایجاد این رابط فراهم کند.
لی گفت: «ما در حال کار روی استفاده از رابط اتمی برای تثبیت ابررسانایی و فرومغناطیس هستیم. همزیستی این دو پدیده در فیزیک نادر است و مطمئناً هیجان بیشتری را به همراه خواهد داشت.»
نقل قول: غافلگیری مغناطیسی در گرافن با "زاویه جادویی" آشکار شد (2022، 6 ژانویه)، استخراج شده در 6 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-magnetic-revealed-magic-angle-graphene. html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- معرفی ۱۰ سرویس برتر مترجم آنلاین
- او 13 بود که یک مورد ضرب و شتم جان لوییس وارد شده در آلاباما خانه و خانواده خود را به دنبال پناه
- لینک سازی سایت تازه تاسیس
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- Roe v وید Jane Roe می گوید او پرداخت شده بود به صحبت می کنند در برابر سقط جنین در تکان دهنده FX مستند
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- نیویورک پست: بر شیپور خاموشی یکی از دستیاران سابق را در سراسر ایالات متحده به عنوان وکیل برای منطقه شرقی نیویورک
- CityWatch: لانگ آیلند و دره هادسون به احتمال زیاد برای شروع بازگشایی در هفته آینده رژیم صهیونیستی است. کومو می گوید
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- Broncos' کریم جکسون تست مثبت برای coronavirus