El grafeno es un material especial. Entre sus muchos talentos, puede actuar como un superconductor, generar una forma extremadamente rara de magnetismo y desbloquear estados cuánticos completamente nuevos.
El grafeno ahora tiene otra característica sorprendente: puede registrar niveles de magnetorresistencia sin tener que bajar la temperatura hasta el cero absoluto.
La alta magnetorresistencia, la capacidad de un material para cambiar su resistencia eléctrica en respuesta a un campo magnético, es relativamente rara, pero los materiales que pueden cambiar sus propiedades de esta manera son útiles en computadoras, automóviles y equipos médicos.
El comportamiento más interesante del grafeno y, de hecho, los niveles más altos de ferromagnetismo, se suelen observar a temperaturas muy bajas.
En este último experimento, investigadores de la Universidad de Manchester y la Universidad de Lancaster en el Reino Unido expusieron grafeno de alta calidad a campos magnéticos a temperatura ambiente y midieron su respuesta.
“Durante los últimos 10 años, la calidad electrónica de los dispositivos de grafeno ha mejorado drásticamente, y todo el mundo parece centrarse en encontrar nuevos fenómenos a bajas temperaturas en helio líquido, ignorando lo que sucede en condiciones ambientales”. Él dice El científico de materiales Alexey Berdyugin de la Universidad de Manchester.
«Decidimos subir la temperatura y de repente apareció una gran cantidad de fenómenos inesperados».
Los investigadores utilizaron una forma pura y no modificada de grafeno, asegurando que solo la temperatura pueda alterar la conductividad. El aumento de la temperatura excita las partículas cargadas dentro del material, exponiendo espacios o «agujeros» a medida que saltan.
Bajo la influencia de un imán permanente estándar, el grafeno calentado mostró una respuesta de resistencia ferromagnética superior al 100 por ciento, que no se había visto antes en ningún material, estableciendo un nuevo récord. Para poner esta respuesta en perspectiva, a temperatura ambiente y en campos magnéticos del mundo real, la mayoría de los metales y semiconductores cambian su resistividad eléctrica solo en un 1 por ciento.
que eso Los investigadores dicen que el movimiento y el equilibrio de los electrones cargados negativamente y los huecos cargados positivamente que dejan los electrones se mueven.
«El grafeno no estabilizado de alta calidad a temperatura ambiente ofrece la oportunidad de explorar un régimen completamente nuevo que, en principio, podría haberse descubierto incluso hace una década, pero que de alguna manera fue ignorado por todos». Él dice El físico Leonid Ponomarenko de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido.
«Estamos planeando estudiar este extraño sistema mineral, y seguramente seguirán resultados, fenómenos y aplicaciones más interesantes».
Hubo otro resultado interesante de la prueba. A medida que aumentaba la temperatura, el grafeno sin cambios se convirtió en lo que se conoce como un «metal exótico», un tipo de material que aún no comprendemos del todo.
Lo que sí sabemos sobre estos metales es que se comportan de formas que no esperaríamos, y eso se aplica aquí al grafeno. En particular, la relación entre la temperatura y la resistencia eléctrica no funciona tan bien como en los metales ordinarios.
Si bien esta investigación no tiene implicaciones inmediatas en el mundo real, contribuye significativamente a nuestra comprensión de cómo funcionan los materiales y su física, y arroja más luz sobre cuán especial y versátil es el grafeno.
“Las personas que trabajan en el grafeno como yo siempre han sentido que esta mina de oro de la física debería haberse agotado hace mucho tiempo”. Él dice El físico y científico de materiales Andre Geim de la Universidad de Manchester.
«El material constantemente nos demuestra que estamos equivocados y encuentra otra forma de realización. Hoy tengo que admitir una vez más que el grafeno está muerto y que el grafeno tiene una larga vida».
Investigación publicada en naturaleza.
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