p Os pesquisadores da Rice University simplificaram a síntese de um único, forma quase bidimensional de óxido de ferro com fortes propriedades magnéticas que é fácil de empilhar sobre outros materiais 2-D. p O material, óxido de ferro épsilon (III), mostra a promessa como um bloco de construção para estruturas em nanoescala exóticas que podem ser úteis para dispositivos spintrônicos, aplicativos eletrônicos ou de armazenamento que aproveitam não apenas a carga dos elétrons, mas também seus estados de spin.

p Pesquisadores da Brown School of Engineering de Rice e da Wiess School of Natural Sciences relataram na revista American Chemical Society Nano Letras que haviam produzido flocos de óxido por simples deposição química de vapor. Os flocos são facilmente transferíveis de seus substratos de crescimento e retêm suas propriedades magnéticas a longo prazo em temperatura ambiente.

p "O óxido de ferro não é novidade, "disse o cientista de materiais do Rice e co-investigador principal Jun Lou." Mas esta fase épsilon é muito rara. No crescimento epitaxial (em que o cristal se alinha com a estrutura atômica da superfície), a ligação é forte e os cristais são difíceis de transferir. Mas uma das características dessa estrutura cristalina é que ela tem uma interação relativamente fraca com o substrato. Você pode pegá-lo e colocá-lo em coisas diferentes. "

p "Um material magnético ultrafino como este, que mantém suas propriedades magnéticas até a temperatura ambiente e pode ser integrado com outros materiais por empilhamento, é muito emocionante, "disse o físico do Rice Doug Natelson, um co-investigador principal com Lou e Scott Crooker do Laboratório Nacional de Los Alamos. "Será um ótimo campo de testes para ver como as propriedades magnéticas atuam nas interfaces, um aspecto importante relevante para as tecnologias de informação futuras. "

p Lou disse que o material não é tecnicamente 2-D, por causa da estrutura atômica ortorrômbica semelhante a um prisma que dá à rede suas propriedades incomuns. "Mas basicamente, tem todas as características de um ímã 2-D, " ele disse.

p Ele disse que outros materiais magnéticos 2-D descobertos até este ponto têm duas características negativas:sua temperatura Curie está muito abaixo da temperatura ambiente, o que significa que os materiais precisam ser resfriados para preservar seus efeitos magnéticos, ou os materiais não são estruturalmente estáveis ​​e se decompõem rapidamente em condições ambientais.

p "Nosso material não tem nenhum desses problemas, "Lou disse." É estável ao ar e a temperatura de Curie está um pouco acima da temperatura ambiente. Se testarmos o material que cultivamos há um ano, ainda mostra o mesmo comportamento. "

p Se o material fosse tão grosso quanto um ímã de geladeira, ele também iria pegar. "O efeito magnético é muito forte, cerca de 300 miliTeslas, "Lou disse." Mas este material não pode existir a granel. Ele vai passar do épsilon para algum outro tipo de óxido. "

p Os pesquisadores cultivaram os flocos suaves, tão fino quanto 5,1 nanômetros, em substratos de dióxido de silício e mica. Eles testaram com sucesso sua capacidade de ligação por meio da força fraca de van der Waals com grafeno. As propriedades magnéticas dos flocos, medido em Los Alamos, foram considerados estáveis ​​à temperatura ambiente com um campo magnético entre 200 e 400 miliTeslas.

p A pesquisa é resultado de uma proposta interdisciplinar do Rice IDEA de Lou, Natelson e o químico de Rice Gustavo Scuseria para investigar as propriedades magnéticas de materiais 2-D. Eles planejam combinar o óxido com mais materiais 2-D para ver como seu campo magnético afeta as propriedades das heteroestruturas. "Este processo de acoplamento interfacial será muito interessante para nós, "Lou disse.

p Jiangtan Yuan, ex-aluno do arroz, agora um pesquisador de pós-doutorado na Northwestern University, e Andrew Balk do Laboratório Nacional de Alto Campo Magnético de Los Alamos, Novo México, são co-autores principais do estudo. Os co-autores são o professor assistente de pesquisa Hua Guo, alunos de pós-graduação Qiyi Fang e Xuanhan Zhao, o graduando Sahil Patel e o especialista em pesquisa Tanguy Terlier da Autoridade de Equipamentos Compartilhados em Rice. Crooker é membro da equipe técnica do National High Magnetic Field Laboratory. Natelson é professor de física e astronomia, da engenharia elétrica e da computação e da ciência dos materiais e nanoengenharia. Lou é professor de ciência dos materiais, nanoengenharia e química.