ინფორმაცია კომპიუტერებში გადაიცემა ნახევარგამტარებში ელექტრონების მოძრაობით, ხოლო ინახება მაგნიტურ ნივთიერებებში ელექტრონების სპინების განლაგებით. მოწყობილობათა ზომის შემცირებისა და მათი გაუმჯობესების მიზნით კი მკვლევარები ეძებენ უნიკალურ ნივთიერებებს, რომელთაც ექნებათ ორივე კვანტური თვისება. 

მაგნიტური 2D მასალები, ანუ მაგნიტური ვან დერ ვაალის კრისტალები, არის ორგანზომილებიანი სტრუქტურები, რომლებიც ამჟღავნებენ მოწესრიგებულ მაგნიტურ თვისებებს, როგორიცაა ანტი-ფერომაგნეტიზმი ან ფერომაგნეტიზმი. 2004 წელს გრაფენის აღმოჩენის შემდეგ, 2D მასალების ოჯახი სწრაფად გაიზარდა. 2022 წლის 5 მაისს ჟურნალში Nature Materials გამოქვეყნდა კოლუმბიის უნივერსიტეტის კვლევითი ჯგუფის სტატია, სადაც ისინი იუწყებიან, რომ მათ აღმოაჩინეს ძლიერი კავშირი ელექტრონების ტრანსპორტსა და მაგნეტიზმს შორის 2D ქრომის სულფიდის ბრომიდისთვის (CrSBr).

CrSBr წამოადგენს რამდენიმე ატომის სისქის მქონე 2D ვან დერ ვაალსის კრისტალს. სხვა 2D მაგნიტებისაგან განსხვავებით, რომლებიც წყალთან და ჟანგბადთან კონტაქტისას იშლებიან, CrSBr-ის კრისტალები ინარჩუნებენ სტაბილურობას. გარდა ამისა, ეს ნაერთი ავლენს მაგნიტურ თვისებებს შედარებით მაღალ, 100 კელვინამდე ტემპერატურებზე, რაც საშუალებას იძლევა თავიდან ავირიდოთ ძვირადღირებული თხევადი ჰელიუმის საჭიროებას მასალის რამდენიმე კელვინ ტემპერატურებამდე გასაცივებლად.

„CrSBr-თან მუშაობა უსაზღვროდ ადვილია, ვიდრე სხვა 2D მაგნიტებთან, რაც საშუალებას გვაძლევს, რომ მისი გამოყენებით შევქმნათ ახალი მოწყობილობები და შევამოწმოთ მათი თვისებები“, - ამბობს სტატიის პირველი ავტორი Evan Telford.

კოლუმბიის უნივერსიტეტის ჯგუფმა ელექტრული ველების საშუალებით CrSBr-ის შრეები შეისწავლა სხვადასხვა ელექტრონების სიმკვრივის, მაგნიტური ველისა და ტემპერატურის პირობებში. მათმა დაკვირვებებმა კი აჩვენა, რომ კრისტალის ელექტრონული თვისებების შეცვლისას შეიცვალა მისი მაგნიტური თვისებებიც.

„ნახევარგამტარებს გააჩნიათ რეგულირებადი ელექტრონული თვისებები. მაგნიტებს კი აქვთ რეგულირებადი სპინის კონფიგურაციები. CrSBr-ში კი ეს ორივე თვისება გაერთიანებულია. სწორედ ეს თვისება ხდის CrSBr-ს მიმზიდველს, როგორც ფუნდამენტური კვლევისთვის, ასევე პოტენციური სპინტრონიკული გამოყენებისთვის.“ - ამბობს ლაბორატორიის ხელძღვანელი Xavier Roy.

მცირე ზომის სხეულების მაგნიტური თვისებების განსაზღვრა უშუალო გაზომვების შედეგად რთულია, მაგრამ ადვილია წინაღობის პარამეტრის გამოყენებით დავახასიათოთ ელექტრონთა მოძრაობა. CrSBr-ში წინაღობა შეიძლება იყოს სხვაგვარად დაუკვირვებადი მაგნიტური მდგომარეობების მაუწყებელი. ზემოთხსენებული შედეგი ასაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რადგან მკვლევარები აპირებენ, რომ ამ თვისების საფუძველზე შექმნან 2D ჩიპები, როლებიც გამოყენებული იქნება კვანტურ კომპიუტერებში, დიდი ოდენობის ინფორმაციის მცირე მოცულობაში შესანახად. კავშირი CrSBr-ის მაგნიტურ და ელექტრულ თავისებურებათა შორის გამოწვეულია მის კრისტალურ ფენებს შორის არსებული დეფექტებით. მკვლევარები ახლა ცდილობენ, რომ გაზარდონ ვან დერ ვაალსის კრისტალები განსაზღვრული დეფექტებით, როლებიც მათ საშუალებას მისცემს, რომ უფრო ზუსტად გააკონტროლონ 2D მაგნიტთა თვისებები.

წყარო:
https://phys.org/...erful.html
https://www.natur...22-01245-x