(Noticias de NanwerkUn equipo de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Texas en Dallas ha desarrollado una nueva técnica para cultivar cristales excepcionalmente grandes y de alta calidad que podrían ayudar a hacer realidad la electrónica avanzada, como los dispositivos magneto y optoelectrónicos.ACS NanoY “Transición de fase magnética trifásica de muy buena calidad detectada para un imán a granel CrSBr de Van der Waals”).
Capas muy finas, de uno o dos átomos de espesor, se pueden exfoliar fácilmente de los cristales sueltos. Estas capas bidimensionales exhiben propiedades magnéticas sorprendentes y son muy estables en el aire a temperatura ambiente, lo que las hace interesantes para su uso en dispositivos que involucran capas apiladas de diferentes materiales.
El Dr. Wenhao Liu, investigador postdoctoral en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, desarrolló una técnica de síntesis de vapor sólido para hacer crecer cristales de bromuro de sulfuro de cromo, que normalmente se fabrican mediante el método de transferencia de vapor químico (CVT).
dijo Liu, quien trabaja en el laboratorio del Dr. Peng L.V., profesor asociado de física y autor similar del informe sobre esta nueva técnica. «Nuestro método es más simple, más directo y produce cristales mucho más grandes y de mayor calidad que el método CVT tradicional».
La técnica de síntesis, que implica el uso simple de un horno de caja, produce cristales de 1 a 2 cm de ancho, que es 10 veces más grande que los producidos por otros métodos, dijo Lv (pronunciado «amor»).
Las propiedades magnéticas de las capas exfoliadas sorprendieron al equipo de investigación.
Cada electrón en un material tiene una propiedad llamada giro, que puede ser hacia arriba o hacia abajo, y la dirección de los giros determina las propiedades magnéticas del material. Por ejemplo, cuando todos los espines están alineados en la misma dirección, el material es ferromagnético, mientras que cuando los espines están alineados en paralelo pero en direcciones opuestas, lo opuesto al paralelo, el material es antiferromagnético.
«Por lo general, este orden magnético, la alineación de los giros, ocurre instantáneamente en un material», dijo Lv. «Lo que es único de nuestro material bidimensional es que el orden antimagnético aumenta y se propaga por todo el cristal en tres fases a medida que disminuimos la temperatura».
Las anomalías magnéticas (aumentos en la magnitud del orden magnético) ocurren en la materia a 185 K (menos 126,7 grados Fahrenheit), 156 K (menos 178,9 grados Fahrenheit) y 132 K (menos 222 grados Fahrenheit).
«Esta es la primera vez que se observa este fenómeno en cristales de bromuro de sulfuro de cromo. No podía creerlo cuando lo vimos por primera vez porque va en contra de nuestro pensamiento intuitivo», dijo Lv. «Es una observación interesante, porque este tipo de El magnetismo ‘suave’ puede ser útil en algunos dispositivos de memoria magnética.
El cristal es estable en el aire, dijo Liu, lo cual es una propiedad conveniente y esencial para futuras investigaciones y su potencial para su uso en dispositivos de alto rendimiento.
«Los cristales modelo pueden interactuar con el agua o el oxígeno en el aire, cambiando la composición química o la composición química del cristal», dijo Liu, quien es uno de los autores principales del informe. Por ello, en muchos casos, los cristales deben cubrirse con un material inerte. Nuestro cristal elimina esta barrera, lo que facilita el trabajo para fabricar y desarrollar un nuevo dispositivo. »
Nikhil Dhal, estudiante de doctorado en física, y Aswin Kundusamy, estudiante de doctorado en ciencia e ingeniería de materiales, también contribuyeron a los resultados, junto con investigadores de la Universidad de Michigan, la Universidad del Norte de Texas y la Universidad de Houston.
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