Двумерный магнит, сконструированный учеными, может найти применение в вычислительной технике и электронике, а также новых инструментах для изучения квантовой механики.
Иллюстрация магнитной связи в монослое оксида цинка, легированного кобальтом. Красные, синие и желтые сферы представляют собой атомы кобальта, кислорода и цинка соответственно / ©www.eurekalert.org
Магнитный компонент современных запоминающих устройств обычно состоит из тонких магнитных пленок, которые между тем остаются трехмерными. Их толщина равна сотням или даже тысячам атомов. Ученые давно искали способ создать двумерные магниты, что позволило бы хранить больше данных на одном устройстве.
Результаты в этой области были, но современные 2D-магниты теряют свои свойства при комнатной температуре и становятся нестабильными. Для поддержания магнетизма им требуются крайне низкие температуры. Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики США и Калифорнийского университета успешно решили эту проблему. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
«Мы первые, кто создал двумерный магнит, сохраняющий свои свойства при комнатной температуре», — заявил старший автор исследования, научный сотрудник отделения материаловедения лаборатории Беркли и доцент кафедры материаловедения и инженерии Калифорнийского университета Цзе Яо.
Разработка откроет новые возможности и для квантовой механики, поскольку с ее помощью можно изучать взаимодействия отдельных атомов. Удивительно, кстати, что он не теряет своих свойств не только при комнатной температуре, но и при 100 градусах Цельсия.
Магнит создали на основе оксида цинка, легированного кобальтом. Всего за несколько часов запекания в обычной лабораторной печи смесь превращалась в один атомный слой оксида цинка с небольшим количеством атомов кобальта, зажатых между слоями графена. На последнем этапе графен сгорал, оставляя лишь атомный слой оксида цинка, легированного кобальтом.
Сложностей технология не представляет, поэтому авторы работы считают, что их материал можно запустить в массовое производство при минимальных затратах.
