Физика

В двумерном материале обнаружен магнетизм

Структура двумерного магнита, серые шарики символизируют атомы хрома, фиолетовые — атомы иода

Efren Navarro-Moratalla

Группа американских физиков обнаружила магнитные свойства у вещества, представляющего собой одноатомный слой. Это первое обнаруженное двумерное магнитное вещество. Об открытии рассказывается на сайте издательского дома Nature.

Сяодун Сюй из Вашингтонского университета и Пабло Харильо-Херреро из Массачусетского технологического института руководили новой работой, в рамках которой были обнаружены магнитные свойства у монослоя трииодида хрома CrI3. «Мы обнаружили внутренний, присущий двумерному веществу магнетизм, и это свойство весьма устойчиво, — говорит Сюй. — Мы думаем, что на основе этого открытия можно разработать новые информационные технологии».

В предыдущих исследованиях было показано, что объемная модификация трииодида хрома представляет собой ферромагнетик, то есть вещество, в котором спины электронов на внешних орбиталях атомов выстроены в одном направлении даже при отсутствии внешнего магнитного поля. Однако до сих пор ученые не находили трехмерного вещества с магнитными свойствам, в котором это качество сохраняется при переходе к двумерной ситуации. Теория предсказывает, что однослойные магнитные материалы должны обладать уникальными особенностями.

Ученые отделяли монослои вещества при помощи скотча — метод, зарекомендовавший себя в физике низкоразмерных материалов еще при открытии графена. Освещая образец поляризованным светом, можно убедиться, что он проявляет ферромагнитные свойства. Примечательным качеством также оказалось противонаправленность спинов электронов в двуслойном трииодиде хрома, то есть антиферромагнетизм. Трехслойное вещество опять продемонстрировало такие же свойства, как объемное и двумерное. Ученые собираются подробно изучить эту зависимость от количества слоев.