두 개의 비자 성 금속(구리와 망간)의 얇은 층이 벅 민스터 풀레 렌 분자와 접촉 할 때 자석이됩니다. 이 발견은 영국,미국 및 스위스의 물리학 자에 의해 만들어졌으며 새로운 유형의 실용적인 전자 장치 및 심지어 양자 컴퓨터로 이어질 수 있습니다.
익숙한 냉장고 자석과 같은 강자성체는 영구적 인 자기 모멘트를 갖는 물질입니다. 실온에서 강자성 인 금속(철,니켈 및 코발트)은 3 개 뿐이며,이는 1938 년 에드먼드 스토너가 리즈 대학에서 처음 파생 한”스토너 기준”의 관점에서 설명됩니다.
스토너는 금속의 자성이 전도 전자의 특성이라는 것을 알고 있었다. 이 전자는 그들이 같은 방향으로 자신의 스핀 자기 모멘트를 정렬하여 에너지를 줄일 수 있도록 교환 상호 작용 될 수 있습니다-따라서 강자성 금속을 생성. 그러나 같은 방향으로 그 지점을 회전 시키면 전자의 전체 운동 에너지가 증가합니다. 스토너는 강자성이 교환으로 인한 에너지 감소가 운동 에너지의 증가보다 클 때만 발생한다는 것을 깨달았습니다. 정량적으로,그는 이것이 상태의 전자 밀도(도스)의 곱(전자가 사용할 수있는 에너지 상태의 수)과 교환 상호 작용의 강도(유에 의해 표시됨)가 1 보다 클 때 발생한다는 것을 보여주었습니다.
주 U 후원
U 라 스너 기준이며,그것은 더 이상 중 하나에 대한 철,니켈과 코발트하지만 자신의 이웃에서 정기적인 테이블 망간 및 구리입니다. 현재 영국 리즈 대학의 파트마 알 마마리와 팀 무어섬을 포함한 국제 팀은 구리와 망간에서 도스를 높이고 상호 작용을 교환하여 실온에서 강자성체가되도록 할 수있는 방법을 발견했습니다.
팀은 기판에 60 과 구리(또는 망간)의 여러 교대 층을 증착시켜 샘플을 만들었다. 구리 층은 두께가 약 2.5 나노 미터이고 두께가 약 15 나노 미터였다. 이것은 각 분자가 구리에서 최대 3 개의 전도 전자를 차지한다는 것을 의미합니다. 이는 구리의 교환 상호 작용의 강도와 강도를 모두 증가시킬 것으로 예상됩니다.
그런 다음 팀은 층상 샘플의 자화를 측정하여 강자성 물질임을 발견했습니다. 연구자들은 또한 구리와 씨 60 층이 알루미늄 층으로 분리 된 샘플을 보았고 자성의 증거를 발견하지 못했으며,이는 구리와 씨 60 사이의 계면에서 강자성이 발생한다는 것을 시사한다. 이것은 깊이에 민감한 뮤온을 사용한 실험에 의해 뒷받침되었으며,강자성은 60 계면 근처의 구리에서 발생한다는 것을 보여주었습니다. 이 팀은 또한 60/망간 층에서 실온 강자성을 발견했지만 자화가 약했다.
중요 분야
놀랍게도,연구자들은 구리 샘플에 대해 유를 계산했을 때,1 보다 작다는 것을 발견했다. 즉,샘플은 스토너 기준에 따라 강자성이 아니어야합니다. 그러나,더 이론적인 조사는 견본의 준비 도중 일어났을 상대적으로 작은 자기장 무언가에 드러낼 때 견본이 강자성체가 되어야 한다는 것을 건의합니다. 이것은 다른 비자 성 금속을 강자성으로 만들 수 있음을 시사합니다.
구리와 망간 자석의 강도를 높이려면 추가 작업이 필요하지만,이 연구는 새로운 유형의 작은 자성 부품의 개발을 초래할 수 있습니다. 이들은 정보를 저장하고 처리하기 위해 전자의 스핀을 사용하는 스핀 트로닉 장치 또는 전자 스핀이 정보의 양자 비트로 사용되는 양자 컴퓨터에서도 사용할 수 있습니다.
이 연구는 자연에 설명되어 있습니다.