zdroj: Bing Image Creator

Vedci z ETH Zürich objavili nový typ magnetizmu. Experimenty publikované v žurnále Nature pritom ukazujú, že umelo vytvorený materiál môže zostať magnetickým prostredníctvom doposiaľ nikdy nevideného mechanizmu. Na tému upozornil portál NewAtlas.

Magnetizmus

Feromagnetizmus je forma magnetizmu, s ktorou sa v každodennom živote najviac stretávame. Feromagnetizmus je definovaný ako jav, pri ktorom sa materiály ako železo vo vonkajšom magnetickom poli zmagnetizujú a zostanú zmagnetizované istý čas po skončení pôsobenia poľa. Všetky permanentné magnety sú feromagnetické alebo ferimagnetické, ako sú kovy, ktoré sú nimi priťahované.

Bing Image Creator

Existujú však aj iné formy, ako napríklad paramagnetizmus, čo je forma magnetizmu ktorá sa objavuje len v prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa. V novej štúdii vedci z ETH Zürich objavili ale úplne novú formu magnetizmu.

Nový druh magnetizmu

Vedci pôvodne skúmali magnetické vlastnosti tzv. „moaré materiálov“, čo sú experimentálne materiály vznikajúce stohovaním dvojrozmerných plátov diselenidu molybdénu a disulfidu wolfrámu. Tieto materiály majú mriežkovú štruktúru, v ktorej sa môžu nachádzať elektróny.

Aby vedci zistili, aký typ magnetizmu tieto experimentálne materiály vykazujú, „naliali“ do nich elektróny, pričom neustále zvyšovali napätie. Tím použil laser na osvetlenie materiálu a následne meral, ako intenzívne sa svetlo odráža pri rôznych polarizáciách. Polarizácia sa týka smeru, v akom sa svetelné vlny pohybujú. Vďaka tomu vedci zistili viac o magnetizme materiálu „moaré“.

Keď sú elektrónové spiny (to znamená magnetické momenty spojené s elektrónmi) orientované rovnakým smerom, naznačuje to prítomnosť feromagnetizmu. V prípade, že sú orientované náhodne, ide o paramagnetizmus. Táto analýza pomáha určiť, akým spôsobom sa elektróny správajú v materiáli v reakcii na vonkajšie magnetické pole, čo je dôležité pri štúdiu jeho magnetických vlastností.

Čo ukázal výskum

Konkrétne sa ukázalo, že experimentálny materiál spočiatku vykazoval paramagnetizmus, ale keď odborníci pridali viac elektrónov do mriežky, vykazoval náhly a neočakávaný posun a stal sa feromagnetickým.

ETH Zurich

Podľa vedcov je zaujímavé, že zmena v magnetickom správaní nastala práve v momente, keď sa na každé miesto v mriežke dostal aspoň jeden elektrón. Toto pozorovanie vylúčilo „výmenu interakcií“ ako bežný mechanizmus, ktorý obvykle vyvoláva feromagnetizmus. V kontexte magnetizmu platí, že „výmena interakcie“ je mechanizmus, kde elektróny menia svoje spinové orientácie v snahe minimalizovať celkovú energiu.

Namiesto toho ide o tzv. „kinetický magnetizmus“, ktorý je výsledkom kvantového tunelovania a jeho existenciu vedci predpovedajú už desaťročia. Doposiaľ tento jav ale v pevných materiáloch nebol nikdy pozorovaný.

Pošli nám TIP na článok



Teraz čítajú