Однослойный графен продемонстрировал гигантское магнитосопротивление

24.04.2023

Команда физиков нашла в образцах однослойного графена проявления гигантского магнитосопротивления - явления смены электросопротивления при попадании в магнитное поле. Графен демонстрировал рост сопротивления с индукцией магнитного поля на несколько сотен процентов, хотя сопротивление имело разный характер в слабых и сильных магнитных полях.

Изменяя электросопротивление в ответ на приложенное магнитное поле, материалы демонстрируют явление магнитосопротивления. Оно возникает в результате искривления траекторий носителей тока в материале под влиянием магнитного поля. Одним из проявлений такого явления является гигантское магнитосопротивление. Его нашли в многослойных магнитных материалах, в которых ферромагнитные слои разделяли немагнитными слоями шириной в несколько нанометров, что приводило к существенному понижению электросопротивления. Эффект оказался гораздо больше, чем известные к тому времени проявления магнитосопротивления, поэтому и получил название "гигантское магнитосопротивление" и нашел много применений в электронике.

Теперь команда физиков из университетов Великобритании и Сингапура сообщила, что ей удалось обнаружить явление гигантского магнитосопротивления в однослойном бездефектном графене.
Графеном называют одну из модификаций углерода, материал толщиной в один атом, отличающийся высокой подвижностью носителей заряда - более ста тысяч квадратных сантиметров на вольт в секунду. В бездефектном графене, где электроны и дыры распределены равномерно, они ведут себя как плазма, где безмассовые электроны и дыры сталкиваются с большой скоростью. Она проявляет необычные свойства, например квантово-критическое рассеяние или даже гидродинамические характеристики. Однако мало известно о поведении плазмы частиц в магнитных полях.

Для своего эксперимента физики приложили к однослойному графену электрическое поле, чтобы сравнить количество электронов и дыр. Полученный бездефектный графен физики помещали в магнитные поля величиной от 0,1 до 10 тесла.

При меньших магнитных полях, приложенных перпендикулярно образцу графена, сопротивление выросло на 110 процентов, квадратично с ростом магнитного поля при температуре в 300 кельвинов. При сильных магнитных полях сопротивление приобрело линейный характер и стало увеличиваться линейно с ростом магнитного поля, причем на 2 500 и 8 600 процентов. Это на несколько порядков выше, чем магнитопротивление, обнаруженное в любом другом материале при таких температурах.

Полученные результаты физики надеются использовать для объяснения механизмов появления гигантского магнитосопротивления и других материалов, что понадобится для использования этого явления в спинтронных устройствах.

<< Назад: Солнечный реактор производит водород и улавливает отходы 24.04.2023

>> Вперед: Столетняя батарея на бактериях 23.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива ЦОД Microsoft на дне у берегов Шотландии 08.06.2018 Центр обработки данных (ЦОД) обычно выделяет много тепла и шума, а его расположение может быть далеко от оптимального. Решением всех трех проблем могут стать подводные ЦОДы, создаваемые Microsoft в рамках проекта Natic. После длительного тестирования прототипов разработчики ввели в эксплуатацию первый пробный центр такого рода. ЦОД размером со стандартный 40-футовый контейнер был отбуксирован в море у берегов Шотландии, погружен и закреплен на морском дне. В герметичном корпусе находятся 12 стоек с 864 серверами, которые уже обрабатывают рабочие нагрузки. Кроме того, в корпусе смонтирована система охлаждения, но она существенно проще, чем та, которая потребовалась бы при традиционном размещении ЦОД. При работе с полной нагрузкой центр потребляет почти 0,25 МВт. Энергия поступает по кабелю от ветряной электростанции, расположенной на суше. Для передачи данных используются оптоволоконные соединения. В течение ближайших 12 месяцев участники проекта будут тщательно следить за всеми показателям - от энергопотребления и влажности внутри корпуса, до температуры и уровня шума, а также оценивать воздействие на окружающую среду. По их замыслу, подводный ЦОД сможет работать без обслуживания пять-десять лет. Размещение в море может показаться противоречащим интуитивному представлению об оптимальности, однако более половины населения мира живет на расстоянии до 200 км от береговой линии - в области с богатым потенциалом возобновляемых источников энергии. Располагая здесь центры обработки данных, можно обеспечить местные сообщества высокоскоростным доступом к онлайновым сервисам. К тому же развертывание выполняется сравнительно быстро. Поэтому, если все пойдет по плану, Project Natick может стать началом трансформации подходов к обеспечению потребителей онлайновыми ресурсами.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026