Efeitos quânticos liberam novas propriedades magnéticas

O material semicondutor bidimensional dissulfeto de molibdênio é preenchido com elétrons (esferas vermelhas). A interação elétron-elétron faz com que os spins de todos os elétrons (setas vermelhas) se alinhem na mesma direção. A energia de troca necessária para inverter o spin de um único elétron no estado ferromagnético pode ser determinada pela separação entre duas linhas espectrais específicas. Crédito: N. Leisgang, Universidade de Harvard, antigo Departamento de Física, Universidade de Basel/Scixel

doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.026501
Credibilidade: 999
#Propriedades Magnéticas 

Um estudo ampliou o escopo dos materiais ferromagnéticos para incluir o dissulfeto de molibdênio, mostrando que ele pode exibir propriedades semelhantes às do ferro sob certas condições.

Isso inclui medir a energia necessária para modificar os spins dos seus elétrons, destacando sua potencial estabilidade e utilidade.

O ferromagnetismo é um fenômeno físico importante que desempenha um papel fundamental em muitas tecnologias.

É bem sabido que metais como ferro, cobalto e níquel são magnéticos em temperatura ambiente porque seus spins de elétrons estão alinhados em paralelo – e é somente em temperaturas muito altas que esses materiais perdem suas propriedades magnéticas da Basileia mostraram que o dissulfeto de molibdênio também exibe propriedades ferromagnéticas sob certas condições.

Quando submetido a baixas temperaturas e a um campo magnético externo, os giros dos elétrons neste material apontam todos na mesma direção.

Em seu último estudo, publicado em 8 de julho na revista Physical Em cartas de revisão, os pesquisadores determinaram quanta energia é necessária para inverter o spin de um elétron individual dentro deste estado ferromagnético.

Essa troca de energia é significativa porque descreve a estabilidade do ferromagnetismo.

O trabalho de detetive produziu uma solução simples.

Excitamos o dissulfeto de molibdênio usando um laser e analisamos as linhas espectrais que emitiu,- explica a Dra.

Nadine Leisgang, principal autora do estudo Dado que cada linha espectral corresponde a um comprimento de onda e energia específicos, os pesquisadores foram capazes de determinar a energia de troca medindo a separação entre linhas espectrais específicas no dissulfeto de molibdênio, essa energia é apenas cerca de 10 vezes menor do que no ferro – indicando que o ferromagnetismo do material é altamente estável.

Embora a solução pareça simples, foi necessário um trabalho de detetive considerável para alocar as linhas espectrais corretamente,- diz Warburton 2D Materials in Modern Tecnologia Os materiais bidimensionais desempenham um papel fundamental na pesquisa de materiais graças às suas propriedades físicas especiais, que são o resultado de efeitos mecânicos quânticos.

Eles também podem ser empilhados para formar heteroestruturas de van der Waals.

No exemplo visto neste estudo, a camada de dissulfeto de molibdênio é cercada por nitreto de boro hexagonal e grafeno.

Essas camadas são mantidas juntas por ligações fracas de van der Waals e são de interesse nas áreas de eletrônica e optoeletrônica graças às suas propriedades únicas.

Compreender suas propriedades elétricas e ópticas é vital para aplicá-las a tecnologias futuras


Publicado em 13/07/2024 23h06

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