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El grafeno de una sola capa demuestra una magnetorresistencia gigante

24.04.2023

Un equipo de físicos encontró en muestras de grafeno de una sola capa manifestaciones de magnetorresistencia gigante, el fenómeno de un cambio en la resistencia eléctrica cuando entra en un campo magnético. El grafeno mostró un aumento en la resistencia con la inducción del campo magnético en varios cientos por ciento, aunque la resistencia tenía un carácter diferente en los campos magnéticos débiles y fuertes.

Al cambiar la resistencia eléctrica en respuesta a un campo magnético aplicado, los materiales exhiben el fenómeno de la magnetorresistencia. Surge como resultado de la curvatura de las trayectorias de los portadores de corriente en el material bajo la influencia de un campo magnético. Una manifestación de este fenómeno es la magnetorresistencia gigante. Se encontró en materiales magnéticos multicapa, en los que las capas ferromagnéticas estaban separadas por capas no magnéticas de unos pocos nanómetros de ancho, lo que conducía a una disminución significativa de la resistencia eléctrica. El efecto resultó ser mucho mayor que las manifestaciones de magnetorresistencia conocidas en ese momento, razón por la cual se le llamó "magnetorresistencia gigante" y encontró muchas aplicaciones en electrónica.

Ahora, un equipo de físicos de universidades del Reino Unido y Singapur ha anunciado que ha descubierto el fenómeno de la magnetorresistencia gigante en grafeno de una sola capa sin defectos.
El grafeno se llama una de las modificaciones del carbono, un material de un átomo de espesor, que se caracteriza por una alta movilidad de los portadores de carga: más de cien mil centímetros cuadrados por voltio por segundo. En el grafeno sin defectos, donde los electrones y los huecos se distribuyen uniformemente, se comportan como un plasma, donde los electrones sin masa y los huecos chocan a alta velocidad. Exhibe propiedades inusuales, como la dispersión crítica cuántica o incluso características hidrodinámicas. Sin embargo, se sabe poco sobre el comportamiento de los plasmas de partículas en campos magnéticos.

Para su experimento, los físicos aplicaron un campo eléctrico al grafeno de una sola capa para comparar la cantidad de electrones y huecos. Los físicos de grafeno libres de defectos resultantes se colocaron en campos magnéticos que oscilaban entre 0,1 y 10 teslas.

Con campos magnéticos más pequeños aplicados perpendicularmente a la muestra de grafeno, la resistencia aumentó en un 110 por ciento, cuadráticamente con el aumento del campo magnético a una temperatura de 300 Kelvin. En campos magnéticos fuertes, la resistencia adquirió un carácter lineal y comenzó a aumentar linealmente con el crecimiento del campo magnético, y en 2 y 500 por ciento. Esto es varios órdenes de magnitud más alto que la magnetorresistencia que se encuentra en cualquier otro material a estas temperaturas.

Los físicos esperan utilizar los resultados obtenidos para explicar los mecanismos de aparición de magnetorresistencias gigantes y otros materiales, que serán necesarios para utilizar este fenómeno en dispositivos espintrónicos.

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En stock La tecnología avanzada de pantalla Micro OLED ofrece la máxima saturación de color y una relación de contraste ultra alta de 10:000. El alto rendimiento óptico y el bajo consumo general de energía hacen de Lenovo Glasses T1 una excelente solución para transmitir video o jugar juegos desde dispositivos móviles conectados durante horas sin el riesgo de agotar las baterías de los dispositivos conectados.

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