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  • Tre strati di grafene rivelano un nuovo tipo di magnete

    Uno spettro del grafene a tre strati in funzione del campo magnetico e della densità degli elettroni. Credito:Biswajit Datta, Mandar Deshmukh

    I metalli hanno una grande densità di elettroni e per poter vedere la natura ondulatoria degli elettroni è necessario realizzare fili metallici larghi solo pochi atomi. Però, nel grafene - grafite dello spessore di un atomo - la densità degli elettroni è molto più piccola e può essere modificata creando un transistor. A causa della bassa densità di elettroni la natura ondulatoria degli elettroni, come descritto dalla meccanica quantistica, è più facile da osservare nel grafene.

    Spesso in metalli come il rame l'elettrone viene disperso ogni 100 nanometri, una distanza circa 1000 volte inferiore al diametro dei capelli umani, a causa di impurità e imperfezioni. Gli elettroni possono viaggiare molto più a lungo nel grafene, fino a distanze di 10 micrometri, una distanza circa 10 volte inferiore al diametro dei capelli umani. Ciò si ottiene inserendo il grafene tra strati di nitruro di boro. Gli strati di nitruro di boro hanno poche imperfezioni per impedire il flusso di elettroni nel grafene.

    Una volta che gli elettroni percorrono lunghe distanze, implicando che ci sono poche imperfezioni, si notano deboli sussurri di elettroni "che parlano tra loro". Ridurre le imperfezioni è come rendere silenziosa una stanza per consentire lo sviluppo dei deboli sussurri delle interazioni elettroniche tra molti elettroni.

    In uno studio, guidato dal dottorando Biswajit Datta, Il gruppo del professor Mandar Deshmukh al TIFR ha realizzato proprio questo tipo di silenzio permettendo di osservare le interazioni elettroniche in tre strati di grafene. Lo studio rivela un nuovo tipo di magnete e fornisce informazioni su come potrebbero essere realizzati dispositivi elettronici che utilizzano il grafene per studi e applicazioni fondamentali. Questo lavoro scopre il magnetismo degli elettroni in tre strati di grafene a una bassa temperatura di -272 gradi Celsius. Il magnetismo degli elettroni nasce dai "sussurri" coordinati tra molti elettroni.


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