Ultracienki miękki metal to tajemnica magnetyczna (i może być przyszłością elektroniki)

Ultracienkie płatki bizmutu wykazują „bardzo zaskakujące” właściwości: wykazują „anomalny efekt Halla”, rodzaj zachowania prądu elektrycznego, które jest sprzeczne ze znanymi właściwościami metalu.

Ultradrobne płatki miękkiego metalu bizmut Jak wynika z badania przeprowadzonego 8 stycznia w APS, wykazują „bardzo zaskakujące” właściwości magnetyczne i mogą utorować drogę bardziej ekologicznym i wydajnym urządzeniom elektronicznym.

Ultracienkie materiały, takie jak grafen, są znane ze swoich wyjątkowych zachowań fizycznych, co skłoniło naukowców do zbadania, czy bizmut może wykazywać podobne właściwości po zredukowaniu do grubości nanometrycznej.

Wyjaśnia, że ​​ze względu na miękkość bizmutu stworzenie wystarczająco cienkich przynęt było wyzwaniem, ale Guillaume Gervais i jego zespół z Uniwersytetu McGill w Montrealu pokonali tę przeszkodę.

Zespół opracował nowy technika podobna do używania tarki do serawytwarzając płatki bizmutu o grubości zaledwie 68 nanometrów – czyli mniej niż jedną tysięczną grubości kartki papieru.

Naukowcy przetestowali te ultracienkie płatki w szerokim zakresie warunków, w tym w temperaturach od zera absolutnego do temperatury pokojowej i przy użyciu pól magnetycznych tysiące razy silniejszych niż zwykłe magnesy na lodówkę.

Bizmut konsekwentnie wykazywał „anomalny efekt Halla”, rodzaj zachowania prądu elektrycznego, które zaprzecza znanym właściwościom metalu.

Carmine Ortix z Uniwersytetu w Salerno we Włoszech określił wyniki jako „bardzo, bardzo zaskakujące”: istniejąca wiedza naukowa sugeruje, że bizmut nie powinien wywoływać takiego efektu – wyjaśnia. Nawet w ekstremalnych warunkach, takich jak silne pola magnetyczne i zmienne temperatury, anomalny efekt Halla utrzymywał się.

Obiecujący w dziedzinie elektroniki

Utrzymywanie się tego zachowania elektromagnetycznego, nawet w temperaturze pokojowej, sprawia, że ​​ultradrobny bizmut jest obiecującym materiałem dla elektroniki.

Według Ortix stosunkowo niska toksyczność bizmutu w porównaniu z podobnymi materiałami jeszcze bardziej zwiększa jego atrakcyjność dla rozwoju zrównoważonych technologii.

Chociaż dokładny mechanizm stojący za tym zjawiskiem pozostaje tajemnicą, Gervais spekuluje, że rozmieszczenie atomów bizmutu może warunkować ruch elektronów w sposób regulowany przez zbiór zasad matematycznych zwanych topologia.

„Nie mogę wskazać teorii, która by to wyjaśniała, a jedynie pewne fragmenty potencjalnego wyjaśnienia” – mówi naukowiec.