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  • Trois couches de graphène révèlent un nouveau type d'aimant

    Spectre du graphène à trois couches en fonction du champ magnétique et de la densité d'électrons. Crédit :Biswajit Datta, Mandar Deshmukh

    Les métaux ont une grande densité d'électrons et pour pouvoir voir la nature ondulatoire des électrons, il faut fabriquer des fils métalliques qui ne font que quelques atomes de large. Cependant, dans le graphène - graphite d'un atome d'épaisseur - la densité des électrons est beaucoup plus petite et peut être modifiée en fabriquant un transistor. En raison de la faible densité d'électrons, la nature ondulatoire des électrons, tel que décrit par la mécanique quantique, est plus facile à observer dans le graphène.

    Souvent, dans les métaux comme le cuivre, l'électron est diffusé tous les 100 nanomètres, une distance environ 1000 fois plus petite que le diamètre d'un cheveu humain, en raison d'impuretés et d'imperfections. Les électrons peuvent voyager beaucoup plus longtemps dans le graphène, jusqu'à des distances de 10 micromètres, une distance environ 10 fois plus petite que le diamètre d'un cheveu humain. Ceci est réalisé en intercalant du graphène entre des couches de nitrure de bore. Les couches de nitrure de bore ont peu d'imperfections pour entraver le flux d'électrons dans le graphène.

    Une fois que les électrons parcourent de longues distances, ce qui implique qu'il y a peu d'imperfections, on remarque les faibles chuchotements d'électrons "qui se parlent". Réduire les imperfections revient à rendre une pièce silencieuse pour permettre aux faibles murmures des interactions électroniques de se développer entre de nombreux électrons.

    Dans une étude, dirigé par le doctorant Biswajit Datta, Le groupe du professeur Mandar Deshmukh au TIFR a réalisé ce genre de silence permettant d'observer des interactions électroniques dans trois couches de graphène. L'étude révèle un nouveau type d'aimant et donne un aperçu de la façon dont les appareils électroniques utilisant le graphène pourraient être fabriqués pour des études fondamentales ainsi que des applications. Ce travail découvre le magnétisme des électrons dans trois couches de graphène à une basse température de -272 Celsius. Le magnétisme des électrons résulte des "chuchotements" coordonnés entre de nombreux électrons.


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