İki boyutlu mıknatıslar
2D maddeler (tekil atom tabakası içeren maddeler) yeni bir kavram değiller; bilim insanları iki boyutlu yarı iletkenler, yalıtkanlar ve süper iletkenler yapmışlardır. Bununla birlikte iki boyutlu mıknatıslar bugüne kadar yapılamamış, hatta bazıları bunun imkansız olduğunu düşünmüşlerdir.
Massachusetts Institute of Technology’de yoğun madde fiziksiçisi Pablo Jarillo-Herrero ve Washington University’de optoelektronik araştırmacısı olan Xiaodong Xu ortaklaşa yapmış oldukları bir çalışmayla chromium triiodide’in iki boyutlu mıknatıs gibi davranabildiğini buldular.
Kullanılan madde içerdiği manyetik ve kristal özellikler nedeniyle çalışma için uygun özelliğe sahip. Chromium Triiodide hem ferromıknatıs (düzenli elektron spinine [dönme] sahip olan madde bu yapısıyla manyetizmaya karşı aşırı hassastır) ve hem de anisotropik (elektronların tercih ettikleri bir dönme yönü olduğu için özel manyetik yönlere sahiptirler) özellik gösterir. Aynı zamanda da ince tabakalı kristaller de bulunur. Bu tabakalar ‘Scotch bant metodu’ ile sökülebilirler. Bu yöntemde yapışkan bant kullanılarak ince katmanlar tek bir atom kalınlığına indirgenene yerlerinden sökülebilirler.
2 boyutlu manyetizmanın gerçek hayattaki yeri
2D mıknatısların kullanım alanları oldukça geniş ve önemli sahalara yayılır. 2D mıknatıslar endüstriyel seviyede bilim adamlarının 2 boyutlu maddelerin eşi görülmemiş özelliklerini keşfetmelerini sağlar. Örneğin Jarillo Herrero chromium triiodide’in süper iletkenlerle olası etkileşimlerini araştırmak istiyor. “Süper iletken ferromıknatısı yok eder mi? Ya da ferromagnet, süper iletkeni?”
Penn State’te fizik profesörü olan Nitin Samarth çalışma ile ilgili bir yorumunda şöyle diyor “Bu 2D ferro mıknatıslar, dönmeye dayalı elektronik ve enformasyon teknolojilerinde kullanım noktasında da ümit vaat ediyorlar.” Dönmeye dayalı elektronik (Spintronics), elektrik yerine (ki elektrik ürettiği ısı nedeniyle transistör boyutlarının sınırlı oranlarda kalmasına neden oluyor) elektron döngüsüne dayandığı için silikon çağının yerini alabilecek, heyecan verici bir alan. Spintronics bu nedenle daha büyük işlem hızlarına ve daha fazla depolama alanlarına olanak sağlıyor.
Bununla birlikte, belki de en heyecan verici olan şey spintronics’in quantum bilgisayarlar için ümit verici güç kaynağı olmalarıdır. Zira teorik olarak spintronics, quantum makinelerinin üretebilecekleri büyük miktarlı bilgiyi işleyecek gerekli güce sahiptir.
