Витой графен демонстрирует ранее теоретическое магнитное состояние с большим потенциалом

Витой графен демонстрирует ранее теоретическое магнитное состояние с большим потенциалом

«Удивительный материал», известный как графен, продолжает неожиданно доказывать свои достоинства, пока ученые и инженеры экспериментируют с новыми приложениями. В результате случайного открытия в Стэнфорде графен проявил магнитные свойства, которые ранее считались теоретическими и могли когда-нибудь привести к важным достижениям в технологиях хранения.

Даже без гиперболы, графен является невероятным материалом. Материал, состоящий из атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке, имеет толщину не более чем атом, почти прозрачный и примерно в 100 раз прочнее стали. Хотя сложно производить в масштабе (на данный момент), вы можете (вроде) сделать это с нет. 2 карандаша и полоска скотча. Недавние открытия показали, что графен проводит электричество без сопротивления, когда он расположен в витой двухслойной конфигурации, и обеспечивает путь к развитию сверхбыстрой электроники. Как сообщает Новый Атлас, команда в Стэнфорде решила основываться на этом открытии и непреднамеренно сделала свое собственное.

Когда команда взяла образец графена и подала на него электрический ток, она произвела большое напряжение, протекающее перпендикулярно этому току. Даже в отсутствие внешнего магнитного поля графен продолжал внутренне генерировать свое собственное. В то время как материалы чаще всего проявляют обычный ферромагнетизм при синхронизации спиновых состояний своих электронов, внутреннее магнитное поле, достигнутое с образцом графена, показало орбитальный ферромагнетизм - ранее теоретическое явление, вызванное выравниванием орбитального движения в электронах материала.

Два ключевых изменения вызвали открытие: размещение витого двухслойного графена между тонкими, выровненными слоями тонкого гексагонального нитрида бора и увеличение вращения листов графена с 1,1 до 1,2 градусов. Несмотря на то, что образец графена не мог достичь того, чего вы ожидаете от повседневного магнита, ведущий исследователь Дэвид Голдхабер-Гордон объясняет, как это на самом деле дает преимущество:

Наш магнитный двухслойный графен может быть включен с очень низкой мощностью и может быть очень легко считан электронным способом. Тот факт, что нет большого магнитного поля, выходящего наружу из материала, означает, что вы можете упаковать магнитные биты очень близко друг к другу, не беспокоясь о помехах.

Плотно упакованные магнитные биты и низкое энергопотребление предлагают потенциальное решение для высокой стоимости центров обработки данных, которые составляют 2 процента годового потребления энергии в Соединенных Штатах. Для сравнения, это электричество может обеспечить примерно 6,4 миллиона домов. Кроме того, большая плотность битов может привести к увеличению емкости и уменьшению площади поверхности.

Еще в 2012 году IBM разработала систему хранения одного бита на 12 атомов - чуть меньше, чем обычное устройство хранения данных, которое требует около миллиона. IBM выполнила эту задачу, используя антиферромагнетизм, хотя кажется, что орбитальный ферромагнетизм графена и требования к низкому энергопотреблению могут стать более полезным домом для такой системы хранения. В конце концов, они построили супер-быстрый графеновый процессор пару лет спустя. Возможно, усилия Стэнфорда приведут к созданию сверхбыстрых чипов с долговременным хранением памяти - комбинации, достойной фотонного микрочипа, эмулирующего синапс. Свет может даже ускорить процесс.

Конечно, такие забавные идеи живут в спекулятивном мире воображения - по крайней мере, пока графен не подарит нам еще один счастливый случай. Но это часть того, что делает графен таким удивительным материалом: вы можете смело мечтать о его потенциале, а иногда он внезапно доставит реальность.

Титульный кредит: Adam Dachis

Читать далее

AMD представляет новую Radeon 6700 XT по теоретической цене 479 долларов
AMD представляет новую Radeon 6700 XT по теоретической цене 479 долларов

Как следует из названия, новый графический процессор задуман как младший родственник серий 6800 и 6800 XT, а также как замена поколения 5700 XT.