Скручений графен демонструє раніше теоретичний магнітний стан з великим потенціалом

"Диво-матеріал", відомий як графен, продовжує доводити свої достоїнства несподіваними способами, коли вчені та інженери експериментують з новими застосуваннями. У випадковому відкритті в Стенфорді графен виявив магнітну властивість, яка раніше вважалася теоретичною і яка колись може призвести до важливого прогресу в технологіях зберігання.

Графен - навіть без часточки гіперболи - це неймовірний матеріал. Складений з атомів вуглецю, розташованих у шестикутній решітці, матеріал не більше атома товстий, майже прозорий і приблизно в 100 разів міцніший за сталь. Незважаючи на те, що важко виготовити в масштабах (на даний момент), ви можете (свого роду) зробити це з "ні". 2 олівець і смужка стрічки. Нещодавні відкриття показали, що графен проводить електроенергію без опору, коли розміщується в скрученому двошаровому розташуванні і забезпечує шлях до розвитку надшвидкої електроніки. Як повідомляє Новий Атлас, команда в Стенфорді вирішила базуватися на цьому відкритті і ненароком зробила своє.

Коли команда взяла пробу графену і забезпечила його електричним струмом, вона виробила велику напругу, що протікає перпендикулярно до цього струму. Навіть за відсутності зовнішнього магнітного поля графен продовжував внутрішньо генерувати своє. У той час як матеріали найчастіше проявляють звичайний феромагнетизм при синхронізації спінових станів їх електронів, внутрішнє магнітне поле, досягнуте зразком графена, демонструє орбітальний феромагнетизм - раніше теоретичне явище, спричинене вирівнюванням орбітального руху в електронах матеріалу.

Дві ключові зміни спричинили відкриття: сендвічінг скрученого двошарового графена між тонкими вирівняними шарами тонкого шестикутного нітриду бору та збільшення обертання графенових листів від 1,1 до 1,2 градуса. Хоча зразок графену не міг досягти того, що ви очікували від повсякденного магніту, провідний дослідник Девід Голдхабер-Гордон пояснює, як це насправді є перевагою:

Наш магнітний двошаровий графен може бути включений з дуже низькою потужністю і може бути прочитаний в електронному вигляді дуже легко. Той факт, що немає великого магнітного поля, що простягається назовні від матеріалу, означає, що ви можете пакувати магнітні біти дуже близько один до одного, не турбуючись про втручання.

Щільно упаковані магнітні шматочки та низький енергетичний слід пропонують потенційне рішення високих витрат центрів обробки даних, які складають 2 відсотки щорічного споживання електроенергії у Сполучених Штатах. Якщо говорити про це в перспективі, ця електроенергія може живити приблизно 6,4 мільйонів будинків. Крім того, більша щільність біта може призвести до збільшення ємності для зберігання та меншої площі поверхні.

Ще в 2012 році IBM розробила систему для зберігання одного біта на 12 атомах - трохи менше, ніж для типового запам'ятовуючого пристрою, на який потрібно близько мільйона. IBM здійснила цей подвиг, використовуючи антиферромагнетизм, хоча здається, що орбітальний феромагнетизм графена та низькі потреби в енергії можуть стати більш корисним домом для такої системи зберігання. Зрештою, вони збудували надшвидкий процесор графена через пару років. Можливо, зусилля Стенфорда призведуть до надшвидких мікросхем із довготривалим зберіганням пам'яті - комбінацією, гідною фотонічного мікрочіпа синапсу. Світло може навіть пришвидшити справи.

Звичайно, такі цікаві ідеї живуть у умоглядному світі уяви - принаймні, поки графен не стане ще однією щасливою випадковістю. Але це частина того, що робить графен таким дивовижним матеріалом: ви можете сміливо мріяти про його потенціал і, іноді, це раптом доставить реальність.

Заголовок іміджу зображення: Адам Дачіс