Магнитные материалы уже десятки лет используются в качестве основы для устройств хранения информации. За это время как сами материалы, так и их конструкция претерпели немало изменений. Но недавно исследователи из США сделали качественно новый шаг — создали двумерный магнит из трииодида хрома (CrI3). «Двумерный» означает, что толщина материала составляет всего один атомарный слой.
Вид сверху на монослой трииодида хрома.
Серые шарики — атомы хрома, фиолетовые — атомы иода.
© Efren Navarro-Moratalla
Трииодид хрома относится к ферромагнетикам — материалам, сохраняющим намагниченность без приложения внешнего магнитного поля. Его важная особенность — магнитная анизотропия: спины его электронов направлены перпендикулярно плоскости кристалла. Причиной этому является особое положение и определенное число электронов в атоме, а также места атомов в кристаллической решетке. Благодаря такому редкому свойству материал сохраняет магнитные свойства в двумерном состоянии. Исследователи приводят пример двух других материалов с возможным наличием магнитной анизотропии (FePS3 и Cr2Ge2Te6), но экспериментально она пока не подтверждена.
Ученые использовали для создания материала тот же метод, который применили Гейм и Новоселов для получения графена, — они отрывали слои трииодида хрома от кристалла при помощи обычного скотча.
Пока новое открытие невозможно применить на практике, так как магнитные свойства материала проявляются при температуре около -228 °C. Однако теперь у ученых есть надежда на создание двумерного магнита, работающего и при комнатной температуре: физики активно исследуют полученный материал и ищут другие 2D-магниты в химическом семействе хромового трииодида.
На основе 2D-магнита могут быть созданы новые устройства хранения информации и элементы квантовых компьютеров. Открытие также позволит проводить ранее невозможные эксперименты для проверок фундаментальных теорий магнетизма.
Исследование опубликовано в журнале Nature
Источник: chrdk.ru
