Investigadores australianos y sus colegas de Rusia y China han demostrado que es posible estudiar las propiedades magnéticas de materiales ultrafinos directamente, a través de una nueva técnica de microscopía que abre la puerta al descubrimiento de más materiales magnéticos bidimensionales (2-D), con todo tipo de aplicaciones potenciales.

Publicado en la revista Materiales avanzados , Los hallazgos son significativos porque las técnicas actuales que se utilizan para caracterizar imanes normales (tridimensionales) no funcionan en materiales bidimensionales como el grafeno debido a su tamaño extremadamente pequeño:unos pocos átomos de espesor.

"Hasta ahora no ha habido forma de saber exactamente qué tan fuertemente magnético era un material 2-D, ", dijo el Dr. Jean-Philippe Tetienne de la Escuela de Física de la Universidad de Melbourne y del Centro de Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación.

"Es decir, si tuviera que colocar el material 2-D en la puerta de su refrigerador como un imán de refrigerador normal, con qué fuerza se adhiere a él. Ésta es la propiedad más importante de un imán ".

Para enfrentar el problema, el equipo, dirigido por el profesor Lloyd Hollenberg, empleó un microscopio de vacancia de nitrógeno de campo amplio, una herramienta que desarrollaron recientemente que tiene la sensibilidad y la resolución espacial necesarias para medir la resistencia del material 2-D.

"En esencia, la técnica funciona al traer pequeños sensores magnéticos (los llamados centros de vacantes de nitrógeno, que son defectos atómicos en una pieza de diamante) extremadamente cerca del material 2-D para detectar su campo magnético, "Explicó el profesor Hollenberg.

Para probar la técnica, Los científicos decidieron estudiar el triyoduro de vanadio (VI3), ya que se sabía que los grandes trozos 3D de VI3 eran fuertemente magnéticos.

Usando su microscopio especial, ahora han demostrado que las láminas 2-D de VI3 también son magnéticas pero aproximadamente dos veces más débiles que en la forma 3-D. En otras palabras, Sería dos veces más fácil sacarlos de la puerta del frigorífico.

"Esto fue un poco sorprendente, y actualmente estamos tratando de entender por qué la magnetización es más débil en 2-D, que será importante para las aplicaciones, "Dijo el Dr. Tetienne.

El profesor Artem Oganov del Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo en Moscú (Skoltech) dijo que los hallazgos tienen el potencial de desencadenar nuevas tecnologías.

"Hace solo unos años, Los científicos dudaban que los imanes bidimensionales fueran posibles en absoluto. Con el descubrimiento del VI3 ferromagnético bidimensional, surgió una nueva y emocionante clase de materiales. Nuevas clases de material siempre significan que aparecerán nuevas tecnologías, tanto por estudiar dichos materiales como por aprovechar sus propiedades ".

El equipo internacional ahora planea usar su microscopio para estudiar otros materiales magnéticos 2-D, así como estructuras más complejas. incluidos los que se espera que desempeñen un papel clave en la electrónica de eficiencia energética del futuro.