Yalnızca Bir Atom Kalınlığında Olan 2 Boyutlu Dünyanın En İnce Mıknatısı Yapıldı

Yalnızca Bir Atom Kalınlığında Olan 2 Boyutlu Dünyanın En İnce Mıknatısı Yapıldı

Yalnızca Bir Atom Kalınlığında Olan 2 Boyutlu Dünyanın En İnce Mıknatısı Yapıldı

Dünyanın en ince mıknatısı bilim insanları tarafından yaratıldı ve bilgisayar ve kuantum fiziğinde büyük ilerlemelere yol açabilir.

Bu tasarım, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve California Üniversitesi, Berkeley’den uzmanların buluşudur.

Ekibin kolayca ölçeklenebileceğini söylediği bir teknik kullanılarak yapılmış mıknatıs içinde rasgele kobalt atomları bulunan noktalı tek bir çinko oksit tabakasına sahip.

Çinko oksitteki serbest elektronların kobaltın manyetizmasını koruduğu 2D mıknatıslar yapmak için diğer girişimlerden farklı bir temel mekanizma kullanır. 

Mıknatısın kalınlığı bir kağıt yaprağının milyonda biri kadardır ve aynı zamanda esnektir ve emsallerinin çoğundan farklı olarak ortam sıcaklıklarında çalışabilir.

Bu göz önüne alındığında tasarım , bilgilerin şarj yerine bir elektronun dönüşü kullanılarak kodlandığı spintronik veri depolama adı verilen uygulama bulabilir.

Çalışma, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan malzeme bilimcisi Jie Yao ve meslektaşları tarafından gerçekleştirildi. 

Profesör Yao, “Ortam koşullarında kimyasal olarak kararlı olan, oda sıcaklığında 2D bir mıknatıs yapan ilk biziz” dedi.

Meslektaşı Rui Chen, keşfin ‘2D manyetik malzemeleri gerçekleştirmek için yeni bir mekanizma ortaya çıkardığı’ için de heyecan verici olduğunu ekledi.

Günümüzde bellek aygıtları genellikle nispeten ince manyetik filmlerden yararlanır; ancak atomik ölçekte düşünüldüğünde bunlar hala üç boyutludur ve kalınlıkları yüzlerce ila binlerce atom arasındadır.

İki boyutluluğa yaklaşan daha ince ve daha küçük mıknatıslar, verileri çok daha yüksek yoğunluklarda saklama potansiyeline sahip oldukları için araştırmacılara çekici geliyor. Yani belirli bir bilgi hacmini tutmak için daha az alana ihtiyaç duyulacak.

Bununla birlikte, bugüne kadar iki boyutlu manyetik malzemelerin keşifleri umut verici olsa da, bu tür mıknatıslar belirli koşullarda çalışma eğilimindedir ve oda sıcaklığına yakın bir yerde kimyasal olarak kararsız ve işlevsiz hale gelir.

Profesör Yao, “Son teknoloji ürünü 2D mıknatısların çalışması için çok düşük sıcaklıklara ihtiyacı var; ancak pratik nedenlerden dolayı bir veri merkezinin oda sıcaklığında çalışması gerekiyor” dedi.

“Teorik olarak, mıknatıs ne kadar küçükse, diskin potansiyel veri yoğunluğunun o kadar büyük olduğunu biliyoruz” diye ekledi.

‘2D mıknatısımız yalnızca oda sıcaklığında veya daha yüksek sıcaklıkta çalışan ilk değil, aynı zamanda gerçek 2D sınırına ulaşan ilk mıknatıstır, tek bir atom kadar incedir!’

Ekibe göre, yeni mıknatıs tasarımları kuantum fiziğini incelemenin yeni yollarının da önünü açacak.

Profesör Yao, “Atomik olarak ince mıknatısımız, kuantum dünyasını araştırmak için optimal bir platform sunuyor” dedi. 

“Her bir atomu incelemeye açar, bu da kuantum fiziğinin her bir manyetik atomu ve aralarındaki etkileşimleri nasıl yönettiğini ortaya çıkarabilir.”

‘Manyetik atomların çoğunun malzemenin içine derinlemesine gömülü olduğu geleneksel bir yığın mıknatısla, bu tür çalışmaları yapmak oldukça zor olacaktır.’

Bay Chen’e göre, malzemelerindeki manyetizmanın altında yatan mekanizma, ‘kobalt katkılı van der Waals çinko oksit mıknatısı’ olarak adlandırdıkları mekanizma, önceki 2D mıknatıs oluşturma çabalarında kullanılandan farklıdır.

Aradaki farkın, (manyetik olmayan)çinko oksitten gelen serbest elektronların bir aracı olarak hareket edebilmesinde, atomik katmandaki kobalt atomlarının doğru yönü göstermesini ve böylece manyetik kalmalarına izin vermesinde yattığına inanıyor.

‘Serbest elektronlar, elektrik akımlarının bileşenleridir. Elektriği iletmek için aynı yönde hareket ederler,” diye açıkladı. Profesör Yao, metallerdeki veya yarı iletkenlerdeki elektronların hareketini bir su akışındaki moleküllerin akışıyla karşılaştırır.

Fizikçi Robert Birgeneau, “Bu yeni, sağlam, gerçekten iki boyutlu mıknatısın oda sıcaklığında keşfinin gerçek bir atılım olduğuna inanıyorum” dedi.

“Spintronik cihazlar için bariz önemine ek olarak, bu 2D mıknatıs atomik düzeyde büyüleyicidir ve ilk kez kobalt manyetik atomlarının karmaşık iki boyutlu bir ağ aracılığıyla “uzun” mesafelerde” nasıl etkileşime girdiğini ortaya çıkarır .’

‘Sonuçlarımız beklediğimizden daha iyi, bu gerçekten heyecan verici. Bilimde çoğu zaman deneyler çok zorlayıcı olabilir. Ama sonunda yeni bir şey fark ettiğinizde, bu her zaman çok tatmin edicidir,” diye bitirdi.

Çalışmanın tüm bulguları Nature Communications dergisinde yayınlandı.

Derleyen: Feyza ÇETİNKOL

482 Km Hızla Gidebilen Jet Türbinli Uçan Motosiklet İlk Uçuş Testini Tamamladı

482 Km Hızla Gidebilen Jet Türbinli Uçan Motosiklet İlk Uçuş Testini Tamamladı

/Yalnızca Bir Atom Kalınlığında Olan 2 Boyutlu Dünyanın En İnce Mıknatısı Yapıldı /

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
3 + 9 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.