Desde a puerícia, somos ensinados que o mundo existe em três dimensões físicas. É verdade, na maior troço, mas alguma coisa muito fascinante está faltando: o estranho mundo bidimensional de materiais em nanoescala, porquê “material maravilhoso”. gráfico.

Grafeno e seu design homólogos de classe única na verdade, eles existem em três dimensões, embora mal: sentados à margem, atomicamente falando. Isso ocorre porque esses chamados materiais 2D têm somente um corpúsculo de espessura, incorporando uma incrível finura estrutural que lhes empresta todos os tipos de poderes estranhos.

Nós vemos isso em a força formidável do grafeno, e em sua forma aproxima a supercondutividade.

As coisas ficam ainda mais estranhas quando o grafeno faz amigos: empilhar folhas deste material bidimensional em um sanduíche de três camadas, três átomos de fundura e uma rara forma de magnetismo é revelada.

Agora, em um novo estudo liderados por físicos da Universidade de Cambridge, os cientistas alcançaram o mesmo tipo de façanha magnética com um material bidimensional dissemelhante chamado trissulfeto de ferro-fósforo (FePS)3)

(Universidade de Cambridge)

No topo: ilustração da estrutura magnética do trissulfeto de ferro-fósforo (FePS3), um material bidimensional que sofre uma transição de um isolador para um metal quando comprimido.

FePS3 não é o mesmo que o grafeno, que é feito de uma única classe de átomos de carbono, mas é freqüentemente chamado de “grafeno magnético” por motivo de suas misteriosas capacidades em dimensões ultrafinas em camadas.

Em um Estudos anteriores por alguns dos mesmos pesquisadores, a equipe descobriu que quando eles esmagaram camadas de FePS3 submetidos a elevados níveis de pressão, o material passou de isolante, impedindo o fluxo de elétrons, para um estado metálico onde se tornou condutor.

Mas os pesquisadores ainda não entenderam totalmente o que está por trás do comportamento magnético deste ‘grafeno magnético’ sob pressão, porquê se esperava que o FePS3 deixaria de ser magnético ao entrar em um estado metálico.

“A peça que faltava ainda foi mantida, o magnetismo,” ele diz físico quântico Matthew Coak.

“Sem técnicas experimentais capazes de sondar as assinaturas do magnetismo desse material em pressões tão altas, nossa equipe internacional teve que desenvolver e testar nossas próprias novas técnicas para tornar isso verosímil.”

De negócio com uma novidade pesquisa, FePS3 ele retém seu magnetismo sob pressão extremamente subida devido a um magnetismo recém-revelado que ainda existe durante a temporada metálica.

“Para nossa surpresa, descobrimos que o magnetismo sobrevive e, de certa forma, se fortalece,” explicar pesquisador sênior e físico Siddharth Saxena, líder do grupo no Laboratório Cavendish em Cambridge.

“Isso é inesperado, pois os elétrons que fluem livremente em um novo material condutor não podem mais ser bloqueados em seus átomos de ferro, gerando momentos magnéticos neles, a menos que a meio venha de uma manadeira inesperada.”

Embora ainda não tenhamos todas as respostas para o que acontece cá, durante a compressão, a “rotação” dos elétrons no material parece ser uma manadeira de magnetismo, e o fenômeno pode ser ajustado em função da pressão FePS.3 é sujeito a.

Enquanto os resultados contradizem observações anteriores sobre porquê este material deve se comportar, as surpresas encontradas cá sugerem que poderíamos modificar ainda mais o grafeno magnético e seu tipo, possivelmente encontrando materiais que suportam supercondutividade por motivo dessas formas exóticas de magnetismo que ainda não entendemos totalmente.

“Não sabemos exatamente o que está acontecendo no nível quântico, mas ao mesmo tempo podemos manipulá-lo.” Diz Saxena.

“É porquê aqueles famosos ‘desconhecidos desconhecidos’: abrimos uma novidade porta para as propriedades da informação quântica, mas ainda não sabemos quais podem ser essas propriedades.”

Os resultados são relatados em Verificação física X.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!