Zvyšovaním teploty ho vedci zmenili na „podivný kov“ s nezvyčajnými vlastnosťami.
Zvyšovaním teploty sa grafén mení na „podivný kov“ s nezvyčajnými vlastnosťami. Zdroj: iStockphoto.com
Grafén je veľmi špeciálny materiál, ktorý môže pôsobiť ako supravodič, slúžiť na vytvorenie vzácnej formy magnetizmu či odomknúť doposiaľ nevídané kvantové stavy.
Podľa štúdie, ktorú publikovali len pred pár dňami v odbornom časopise Nature, preukázal teraz tento materiál budúcnosti ďalšiu jedinečnú schopnosť. Bez toho, aby bolo potrebné znížiť jeho teplotu na absolútnu nulu, vykazuje rekordne vysokú magnetorezistenciu.
- Vlastnosti desiatok až stoviek stabilných jednovrstvových materiálov dodnes nie sú dostatočne preskúmané, uvádza portál Startitup.
- Prvý a najznámejší z nich je grafén, ktorý objavili iba pred 15 rokmi veľmi kurióznym spôsobom pomocou lepiacej pásky. Jeho objavitelia si v roku 2010 za svoju prácu vyslúžili Nobelovu cenu za fyziku.
Vysoká magnetorezistencia, čiže schopnosť materiálu meniť svoj elektrický odpor v reakcii na magnetické pole, je relatívne vzácna vlastnosť. Materiály, ktoré ňou disponujú, sa veľmi rýchlo uplatnia v počítačoch, automobilovom priemysle či lekárskych zariadeniach.
Pozrite si
Materiály, ktoré majú schopnosť výrazným spôsobom zmeniť hodnotu odporu pod vplyvom magnetických polí, sú veľmi vzácne a pre svoju aplikáciu v praxi vyhľadávané, i keď sa objavujú len zriedka. Väčšina kovov a polovodičov mení svoj elektrický odpor pri izbovej teplote iba nepatrne – v reálnych podmienkach a magnetických poliach zvyčajne len o menej ako jednu milióntinu percenta, uviedli v tlačovej správe na svojej stránke vedci z Univerzity v Manchestri.
V magnetickom poli zmenil svoj elektrický odpor
V rámci experimentu ukázali, že grafén pod vplyvom magnetických polí vykazoval zo štandardných permanentných magnetov zmenu magnetorezistencie väčšiu ako 100 percent, teda v magnetickom poli zmenil svoj elektrický odpor o viac ako 100 percent. To sa doposiaľ neudialo v žiadnom inom materiáli. Trik spočíval v zahriatí grafénu a jeho okolia.
„Za posledných 10 rokov sa elektronická kvalita grafénových zariadení dramatickým spôsobom zlepšila, ale zdá sa, že každý sa zameriava na hľadanie nových javov len pri nízkych teplotách, pričom ignoruje to, čo sa deje v štandardných podmienkach,“ uviedol jeden z autorov štúdie, materiálový vedec Alexey Berdyugin, ktorý sa so svojím tímom rozhodol, naopak, zvýšiť teplotu materiálu. To napokon viedlo k objavu nezvyčajných javov.
Pozrite si
Najpodstatnejším bolo podľa jeho slov zistenie, že zvyšovanie teploty viedlo k zmene neutrálneho (nemodifikovaného čistého) grafénu na takzvaný podivný kov (strange metal, pozn. red.). Tieto zvláštne materiály disponujú istými nezvyčajnými vlastnosťami, podľa Startitup majú prekvapivo isté podobnosti dokonca s čiernymi dierami.
Majú unikátne fyzikálne vlastnosti a správajú sa veľmi atypicky. Zvyčajne ide o kovové materiály s nízkou elektrickou rezistenciou, no v niektorých prípadoch sa začnú podobať vlastnosťami na izolanty. Vlastnosti spomenutých materiálov je extrémne komplikované predpovedať a aj po dlhých rokoch výskumu im úplne nerozumieme.
V prípade grafénu sa ukázalo, že má celkom iný vzťah medzi teplotou a elektrickým odporom ako bežné kovy.
Zdroje: Science Alert, Fontech Startitup, The University of Manchester, DOI: 10.1038/s41586-023-05807-0
(af)
