کشف نوع جدیدی از مغناطیس در یک مادۀ مهندسی‌شده

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از کوانتا؛ در سال 1966، فیزیکدانی به نام یوسوکه ناگائوکا (Yosuke Nagaoka)، مفهوم فرومغناطیس ناگائوکا را معرفی کرد. این مفهوم به معنای نوعی مغناطیس است که از رفتار منحصر به فرد الکترون‌ها در یک مادۀ فرضی ناشی می‌شود.

اخیراً گروهی از فیزیکدانان همین پدیده را در ماده‌ای مهندسی‌شده مشاهده کردند. این ماده تنها شش اتم ضخامت دارد. این یافته پیشرفتی مهم در مطالعۀ فرومغناطیس ناگائوکا خواهد بود.

فرومغناطیس ناگائوکا از فرومغناطیس سنتی متمایز است؛ زیرا در نتیجۀ کاهش حداکثری انرژی جنبشی الکترون‌ها اتفاق می‌افتد، نه به دلیل برهمکنش‌های الکترونی. محققان در این پژوهش توانستند فرومغناطیس ناگائوکا را در یک سیستم مهندسی‌شده به وجود بیاورند.

پدیدۀ فرومغناطیس ناگائوکا بر اساس رفتار الکترون‌هایی رخ می‌دهد که در جهت موازی هم می‌چرخند و هنگام حضور در یک میدان مغناطیسی خارجی، که منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی میکروسکوپی درون ماده می‌شود، با هم هم‌تراز می‌شوند. این رفتار نتیجۀ برهمکنش‌های تبادل الکترون است و می‌تواند منجر به ایجاد مغناطیس دائمی در برخی مواد شود.

در این پژوهش محققان با آزمایش ورقه‌های تک لایۀ اتمی کوشیدند یک الگوی پیچیدۀ ماره‌ای (تصویر بالا) ایجاد کنند. این کار منجر به مشاهدۀ مغناطیس ناگائوکا شد. این مطالعه پتانسیل مواد با طرح ماره‌ای را به عنوان بستری برای مطالعۀ مغناطیس و رفتار الکترون برجسته می‌کند و بینش‌های ارزشمندی در مورد رفتار الکترون‌ها در مواد لایه‌ای نازک اتمی ارائه می‌کند.