Важное и неожиданное электронное свойство графена обнаружили в США. Этот двухмерный материал, открытый 17 лет назад, продолжает удивлять ученых. Новая форма магнетизма поможет понять феномен сверхпроводимости в магнитном графене. Команда физиков под руководством специалистов из Университета Кембриджа, смогла управлять проводимостью и магнетизмом триофосфата железа (FePS₃), двухмерного материала, под действием давления превращающегося из диэлектрика в металл.

Этот класс магнитных материалов открывает путь к пониманию физики новых магнитных состояний и сверхпроводимости, пишет Phys.org.

Применив новый метод, ученые показали, что происходит с магнитным графеном при переходе из состояния непроводника в другое, несвойственное ему металлическое, которое возможно только под сверхвысоким давлением. Становясь металлом, он продолжает оставаться магнитом, что противоречит предыдущим исследованиям и намекает на то, как работает электрическое сопротивление в металлической фазе.

Свойства вещества значимо меняются при изменении размерности. К примеру, графен, углеродная нанотрубка, графит и алмаз состоят из атомов углерода, но обладают очень разными характеристиками из-за разности структур.

«Но представьте себе, что можно было бы менять все эти свойства, добавив магнетизм, — сказал первый автор статьи Мэтью Коак. — Такой материал мог бы быть механически гибким и образовывать цепи для хранения информации и выполнения вычислений. Вот почему эти материалы настолько интересны, и поскольку они серьезно меняют свои свойства под давлением, мы можем контролировать их поведение».

Для измерения магнитных структур ученые разработали новый метод, использующий специальные алмазные наковальни и нейтроны в качестве датчиков магнетизма. К их удивлению, в металлическом состоянии магнетизм не только сохранялся, но и усиливался. Следующим шагом для ученых станет продолжение поиска сверхпроводимости внутри этого уникального материала.

«Теперь, когда у нас появились кое-какие идеи о том, что происходит с этим материалом под высоким давлением, мы можем делать определенные предсказания о том, что может произойти, если мы попытаемся изменить их свойства, добавив свободные электроны и продолжив увеличивать давление», — заметил Коак.