Разработанный исследователями двумерный магнит способен быть полезен в компьютерной технике и электронике, а также в создании инновационных инструментов для исследования квантовой механики.
Современные запоминающие устройства обычно содержат магнитные компоненты, сформированные из тонких магнитных пленок, сохраняющих трехмерную структуру. Их толщина насчитывает сотни, а порой и тысячи атомов. Специалисты на протяжении длительного времени ведут поиск способа создания магнитных материалов в двухмерном виде, что открыло бы возможности для увеличения объема хранимых данных на одном устройстве.
В этой области уже были достигнуты определенные результаты, однако современные двухмерные магниты теряют свои характеристики при комнатной температуре и становятся неустойчивыми. Для сохранения магнетизма им необходимы очень низкие температуры. Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли при Министерстве энергетики США и Калифорнийского университета нашли решение этой проблемы. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
«Мы первыми разработали двумерный магнит, демонстрирующий стабильность своих характеристик при комнатной температуре», – отметил ведущий автор исследования, научный сотрудник отдела материаловедения лаборатории Беркли и доцент кафедры материаловедения и инженерии Калифорнийского университета Цзе Яо.
Новая разработка позволит расширить горизонты и в квантовой механике, благодаря чему станет возможным исследовать взаимодействие отдельных атомов.Примечательно, что он не теряет своих свойств не только при комнатной температуре, но и при 100 градусах Цельсия.
Магнит был получен путем использования оксида цинка, легированного кобальтом. Всего несколько часов нагревания в стандартной лабораторной печи привели к формированию однослойной структуры оксида цинка, в которой небольшое количество атомов кобальта оказалось захваченным между слоями графена. На заключительном этапе графен сгорал, оставляя лишь атомный слой оксида цинка, легированного кобальтом.
Технология не вызывает затруднений, поэтому авторы работы полагают, что их разработку можно будет внедрить в производство с небольшими финансовыми вложениями.