一种由“磁性石墨烯”形成的新型磁性——可能揭示超导的秘密

磁化概念

研究人员已经确定了一种新的磁形式在所谓的磁性中石墨烯.这可能为理解这种不同寻常的材料的超导性指明了方向。

由剑桥大学领导的研究人员能够控制铁硫代磷酸铁的电导率和磁性(FEPS3.),当压缩时,经历从绝缘体到金属的过渡到金属的二维材料。这类磁性材料提供了新的路线,以了解新的磁力态和超导性的物理学。

使用新的高压技术,研究人员表明了在从绝缘体到导体的过渡期间磁性石墨烯发生的事情以及进入其非常规金属状态,仅在超高压条件下实现。当材料变得金属时,它保持磁性,这与先前的结果相反,并提供了关于金属相位工作中的电导电的线索。新发现的高压磁相可能形成超导性的前体,因此理解其机制至关重要。

他们的结果,在期刊上发表物理评论X.此外,还表明了一种方法可以设计成综合传导和磁性的方式,这可以有助于开发新技术,例如闪光灯,这可以改变计算机处理信息的方式。

磁性石墨烯结构

铁硫代磷酸铁磷酸磁性结构(FEPS3),在压缩时从绝缘体经历从绝缘体到金属过渡的二维材料。信誉:剑桥大学

物质的性质可以随着维度的变化而变化。例如,石墨烯,碳纳米管,石墨和金刚石全部由碳原子制成,但由于其不同的结构和维度而具有非常不同的性质。

“但想象一下,如果你也能够通过添加磁性来改变所有这些性质,”第一作者马修·科克博士说,他是剑桥卡文迪什实验室和卡文迪什实验室的联合研究员沃里克大学。“一种可以机械柔性的材料并形成新的电路以存储信息并执行计算。这就是为什么这些材料如此有趣,因为它们在压力下大大改变了他们的性质,所以我们可以控制自己的行为。“

在一个以前的研究卡文迪许实验室和地球科学系的塞巴斯蒂安·海恩斯的研究表明,这种材料在高压下变成了金属,并概述了这种二维材料的晶体结构和原子层在过渡过程中是如何变化的。

科克说:“然而,缺失的部分仍然存在,那就是磁性。”“由于没有实验技术能够在如此高的压力下探测这种材料的磁性特征,我们的国际团队不得不开发和测试我们自己的新技术,使其成为可能。”

研究人员使用新技术来测量在破纪录的高压下的磁性结构,使用特别设计的钻石铁砧和中子作为磁性探测器。然后,他们就能够跟踪磁性向金属状态的演变。

“为了我们的意外,我们发现磁力幸存并以某种方式加强,”Chindish实验室的团队领导者“共同作者。“这是意想不到的,因为新导电材料中的新自由漫游电子可以不再被锁定到他们的母体铁原子中,在那里产生磁矩 - 除非传导来自意外的来源。”

在他们之前的论文中,研究人员展示了这些电子以某种意义的“冷冻”。但是当他们使他们流动或移动时,他们开始越来越多地互动。磁性存活,但被修改为新形式,从而产生了一种新型磁性金属的新量子特性。

材料如何表现,无论是指数还是绝缘体,主要是基于电子或充电,移动。然而,电子的“旋转”已被示出为磁力。旋转使电子表现得有点像微小的棒状磁铁,并指出某种方式。来自电子旋转的布置的磁力在大多数存储器件中使用:利用和控制它对于开发新技术,诸如闪光灯等新技术是重要的,这可以改变计算机处理信息的方式。

“电荷和自旋这两者的结合是这种材料表现的关键,”来自法国劳埃-朗之万研究所的合著者戴维·贾维斯博士说,他在卡文迪什实验室进行了这项研究,并以此作为他博士研究的基础。“发现这种量子多功能性是这些材料研究的又一个飞跃。”

“我们不知道量子级地发生的事情,但同时,我们可以操纵它,”萨克拉说。“这就像那些着名的”未知未知“:我们向量子信息的属性开辟了一个新的门,但我们尚不知道这些属性可能是什么。”

有更多的潜在化合物可以合成,比可以完全探索和表征。但是,通过仔细选择和调整具有特殊性能的材料,就有可能在不施加巨大压力的情况下展示创造化合物和体系的方法。

此外,获得对低维磁和超导等现象的基本理解,使研究人员能够在材料科学和工程方面取得下一步飞跃,特别是在能效、发电和存储方面。

至于磁性石墨烯的情况,研究人员下次计划继续在这种独特的材料中寻找超导性。“现在我们有一些想法在高压下对这种材料发生了什么,如果我们尝试通过进一步压缩自由电子可以通过添加自由电子来调整它的性能,我们可以做出一些预测。”

Saxena说:“我们追求的是超导性。”“如果我们能在二维材料中找到一种与磁性有关的超导性,我们就有机会解决几十年前的问题。”

参考:“压力调整van der Waals反霉菌FEPS中的紧急磁阶段3.“由Matthew J. Coak,David M. Jarvis,Hayrullo Hamidov,Andrew R. Wildes,Joseph A. M. Paddison,Cheng Liu,Charles R. S. Haines,Ngoc T. Dang,Sergey E. Kichanov,Boris N.Savenko,Sungmin Lee,MarieKratochvílová,Stefan Klotz,Thomas C. Hansen,Denis P. Kozlenko,JE-Geun Park和Siddharth S. Saxena,2月5日2021年,物理评论X.
DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.011024

2评论在“磁石墨烯”形成的新型磁性 - 可以揭示超导性的秘密“

  1. “你怎么衡量磁力? -

    “哦,是的,我们不得不发明自己的探针..”

    “yeeaaahhh ......我要看了更多呃......测试..”

  2. 磁性是暗能辐射的流动,因为材料中大部分原子(电子)的结构在一个方向上对准。这产生了北极和一个对面的南极。在两个酒吧磁铁中,像杆子(北到北,或向南到南部)强烈互相排斥。相反的杆子(北到南,往北)强烈吸引对方。通常围绕原子的深能辐射随机激励它们。但是由于电子(自旋结构)在磁化材料中的结构化对准,暗能辐射是更强烈的向量 - 导向,通过仅在一个方向上行驶来激励原子。所以相反的磁力;是聚焦暗能辐射的力,从事聚焦暗能辐射的相反流动;吸引的磁力,是通过一个磁体聚焦暗能的定向流入第二磁体的表面对准的纺丝原子(定向流动)。这自然地连续地激励原子,但也产生磁力; (which is focused/directed dark-energy-radiation; gravity). So when we try to press two bar magnets together, N pole to N pole (or S pole to S pole), we can feel the flow and force of the energizing, radiating dark-energy-radiation, (which we call magnetism). Magnetic lines-of-flux appear, because the flow of DER is most-predominately through the N and S poles of the magnetic material, and DER surrounding this fast-flowing stream of dark-energy-radiation is being somewhat obstructed, thus creating magnetic lines-of-flux, surrounding any magnetic-structure.
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    暗能量辐射占我们宇宙的95%,可见质量只占5%。我们的宇宙是在“纯能量”(存在于封闭的真空环境中),具有超弱正电荷,突然与周围具有超弱负电荷的“暗物质海”结合时产生的。电爆炸反应产生了两种物质的等离子体;夸克/质子(带正电荷)和电子(带负电荷)。当等离子体冷却时,它们一起产生了氢原子,这是宇宙中唯一的原始质量。
    由于原来的“暗品 - 海”存在于绝对零温度环境中,我们的扩张 - 宇宙塑造出“暗品”的周围的“暗物”海洋,通过产生质量的热量和能量;当超弱正电荷“纯净”的爆炸反应与超弱的负电荷“暗品 - 海”合并。我们的扩张宇宙的目前限制由“暗品 - 海”的周围,绝对零温度之间的热差存在于我们的球形宇宙中存在;以及我们物理/可见宇宙的热能温度。我们宇宙的热量和能量产生了围绕我们宇宙的绝对零温度“暗品 - 海”的释放暗能辐射。这种暗能辐射,电荷,激励/振动原子;这也占我们永远的宇宙。“空间”不存在。我们被称为“空间”,是弥漫的“黑暗能量辐射,从我们的球形宇宙周围的”暗品 - 海“散发出来;就像一条面包中存在的气泡一样。 Uniform dark-energy-radiation explains why all massive objects in the universe are spherical shaped; and galaxies are spirals or spheres.
    “时间”是暗能辐射的原子的激励(充电);这是Atoms如何存在137亿年。
    光光子或任何电磁波,没有继承的推进方法;它们都是相同的,并且只有长度和频率变化。他们在深度辐射上穿过宇宙骑行,作为扩散波,并以186,000英里的每秒行进(“光速”)。光照光子是麻空的并且具有超弱的正电荷。它们通过深能辐射携带,直到它们遇到原子质量的电子。移动光子是漫射的,并且沿着离散的暗能 - 辐射波的整个长度“扩散”。仅在遇到质量时变化光子。敲击原子的电子。将光子沉积在电子的负电荷上。在双缝实验中,扩散波(散布)光子进入两个狭缝,然后在接触任何表面时,离散波的两个部分中的每一个变为点粒子; an atom’s electron.

    磁性是暗能辐射的流动,因为材料中大部分原子(电子)的结构在一个方向上对准。这产生了北极和一个对面的南极。在两个酒吧磁铁中,像杆子(北到北,或向南到南部)强烈互相排斥。相反的杆子(北到南,往北)强烈吸引对方。通常围绕原子的深能辐射随机激励它们。但是由于电子(自旋结构)在磁化材料中的结构化对准,暗能辐射是更强烈的向量 - 导向,通过仅在一个方向上行驶来激励原子。所以相反的磁力;是聚焦暗能辐射的力,从事聚焦暗能辐射的相反流动;吸引的磁力,是通过一个磁体聚焦暗能的定向流入第二磁体的表面对准的纺丝原子(定向流动)。这自然地连续地激励原子,但也产生磁力; (which is focused/directed dark-energy-radiation; gravity). So when we try to press two bar magnets together, N pole to N pole (or S pole to S pole), we can feel the flow and force of the energizing, radiating dark-energy-radiation, (which we call magnetism). Magnetic lines-of-flux appear, because the flow of DER is most-predominately through the N and S poles of the magnetic material, and DER surrounding this fast-flowing stream of dark-energy-radiation is being somewhat obstructed, thus creating magnetic lines-of-flux, surrounding any magnetic-structure.

    时间,通过暗能 - 辐射的流动,由于暗能辐射的流动,由于暗能 - 辐射的流动,是整个宇宙中的原子的充电和再充电。以前的原子振动状态构成过去,目前的原子振动创造了现在,未来的原子振动将产生未来;所以当然,你身体的原子永远不会回到过去,以过去振动状态。由原子组成的物质,可以存在数十亿年,仅是因为任何大规模体内原子的不断充电和再充电。

    引力是四种已知的由暗能量辐射提供动力的力之一;给出了暗能量辐射的负电荷的数值。
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    以国际标准化组织(SI)为单位,2006年CODATA的引力常数推荐值为:
    G=(6.67428) x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2

    所以,考虑到深度辐射的力量作为重力;在地球上作用在地球上的一千克质量的力将是:
    6.67428 x 10 ^ -11 / 1这等于:6.67428 x 10 ^ -11

    并且由于暗能辐射的继承的性格(自然/动作),这需要除以C-Square:300,000,000 Mps ^ 2(其等于)(9 x 10 ^ 16)
    这提供了:6.67428 x 10 ^ -11 / 9 x 10 ^ 16(等于)= 7.415866667 x 10 ^ -28

    因此,7.415866667 x 10^-28是一种极弱的负电荷,它是一种暗能量-辐射,能在一秒钟内为地球上一公斤的原子提供能量/振动(产生电荷)。

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