Pesquisadores australianos e seus colegas da Rússia e da China mostraram que é possível estudar as propriedades magnéticas de materiais ultrafinos diretamente, por meio de uma nova técnica de microscopia que abre a porta para a descoberta de materiais magnéticos mais bidimensionais (2-D), com todos os tipos de aplicações potenciais.

Publicado no jornal Materiais avançados , as descobertas são significativas porque as técnicas atuais usadas para caracterizar ímãs normais (tridimensionais) não funcionam em materiais 2-D como o grafeno devido ao seu tamanho extremamente pequeno - alguns átomos de espessura.

"Até agora, não houve maneira de dizer exatamente quão fortemente magnético era um material 2-D, "disse o Dr. Jean-Philippe Tetienne da Escola de Física e Centro de Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação da Universidade de Melbourne.

"Isso é, se você colocasse o material 2-D na porta da sua geladeira como um ímã de geladeira comum, com que força ele fica grudado nele. Esta é a propriedade mais importante de um ímã. "

Para resolver o problema, O time, liderado pelo professor Lloyd Hollenberg, empregou um microscópio de campo amplo com vacância de nitrogênio, uma ferramenta que desenvolveram recentemente que tem a sensibilidade e resolução espacial necessárias para medir a resistência de material 2-D.

"Em essência, a técnica funciona trazendo minúsculos sensores magnéticos (os chamados centros de vacância de nitrogênio, que são defeitos atômicos em um pedaço de diamante) extremamente próximos ao material 2-D, a fim de detectar seu campo magnético, "Professor Hollenberg explicou.

Para testar a técnica, os cientistas escolheram estudar o triiodeto de vanádio (VI3), uma vez que grandes pedaços 3-D de VI3 já eram conhecidos por serem fortemente magnéticos.

Usando seu microscópio especial, eles agora mostraram que as folhas 2-D de VI3 também são magnéticas, mas cerca de duas vezes mais fracas do que na forma 3-D. Em outras palavras, seria duas vezes mais fácil tirá-los da porta da geladeira.

"Isso foi uma surpresa, e atualmente estamos tentando entender por que a magnetização é mais fraca em 2-D, que será importante para os aplicativos, "Dr. Tetienne disse.

O professor Artem Oganov, do Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia em Moscou (Skoltech), disse que as descobertas têm potencial para desencadear novas tecnologias.

"Há apenas alguns anos, os cientistas duvidam que os ímãs bidimensionais sejam possíveis. Com a descoberta do VI3 ferromagnético bidimensional, surgiu uma nova e empolgante classe de materiais. Novas classes de material sempre significam que novas tecnologias aparecerão, tanto para estudar esses materiais quanto para aproveitar suas propriedades. "

A equipe internacional agora planeja usar seu microscópio para estudar outros materiais magnéticos 2-D, bem como estruturas mais complexas, incluindo aqueles que se espera que desempenhem um papel fundamental na futura eletrônica com eficiência energética.