دانشمندان موفق به ساختن آهنربایی با ضخامت تنها یک اتم شدند

احتمالا در سال های اخیر مطالب بسیار زیادی درباره گرافن شنیده و خوانده اید. این ماده جادویی بدون شک در سال های آینده و با پیشرفت بیشتر علم نقش پر رنگ تری در جنبه های مختلف صنعت خواهد داشت و نمی توان در حال حاضر مرزی برای آن قائل شد. اخیرا محققین دانشگاه واشنگتن در همکاری با گروهی از دانشگاه MIT موفق شدند به کمک گرافن باریک ترین آهنربای امکان پذیر از لحاظ فیزیکی را در آزمایشگاه تولید کنند.

تکنیک مورد استفاده برای ساخت این آهنربا، استخراج یک لایه گرافن از گرافیت است و ضخامت آن به اندازه ای کم است که به این آهنربا لقب “اولین آهنربای 2 بعدی جهان” را داده اند. ضخامت آهنربای مورد نظر تنها یک اتم است. در این آهنربا الکترون ها تنها در یک صفحه (برای مثال صفحه x-y در مختصات دکارتی) حرکت می کنند و بدون وجود حرکت در راستای بعد سوم می توان حرکت آنها را شبیه به حرکت مهره های شطرنج روی صفحه آن در نظر گرفت. اهمیت کار دانشمندان آنجا مشخص می شود که تا کنون هیچ آهنربای سه بعدی تولید نشده که بتواند خصوصیات مغناطیسی خود را پس از آنکه ابعادش به یک صفحه اتمی کاهش پیدا کرده حفظ کند. همچنین نکته بسیار کلیدی دیگر آن است که ساخت موفقیت آمیز این آهنربا نشان می دهد قوانین مغناطیسی در جهان 2 بعدی نیز صادق هستند و به این ترتیب می توان کاربردهای بسیار زیاد دیگری در علوم کوانتومی برای آنها یافت.

در مقاله ای که توسط این گروه در نشریه Nature منتشر شده، روش ساخت این ورقه آهنربایی به صورت کامل توضیح داده شده است. برای ساخت این آهنربای یک اتمی از ماده ای فرومغناطیسی به نام “کروم تری یدید” استفاده شده. این ماده ویژگی هایی دارد که باعث شده بتواند آن را به کمک چسب های بسیار قوی لایه برداری کرد. همچنین اسپین الکترون های این ماده عمود بر صفحه کریستال هستند که در فیزیک به چنین ماده ای “غیر ایزوتروپ” گفته می شود. سرگروه تیم تحقیقاتی در مصاحبه ای که توسط Digital Trends منتشر شده عنوان می کند “آهنرباها کاربردهای بسیار زیادی در علوم اطلاعاتی دارند که شاید بتوان بارزترین آنها را درایوهای ذخیره سازی دانست. آهنربای 2 بعدی می تواند فرصت های بسیار زیادی در ابزارهای مقیاس نانو و در علم اسپینترونیک ایجاد کند؛ اما این اقدام اولین گام در این شاخه از علم است و برای یافتن کاربردهای بیشتر و تبدیل آنها به مقیاس صنعتی هنوز راهی بسیار طولانی در پیش داریم”.