Ang Graphite Magnetic ba?

Ang graphite gipamatud-an nga dili magnetiko sa temperatura sa kwarto tungod kay kini adunay mga atomo sa carbon nga gihan-ay sa mga sapaw.

Bisan pa niini, ang graphite adunay lain-laing mga makapaikag nga mga kabtangan, lakip na ang electric conductivity niini, susama sa magnetic nga mga materyales.

Graphite vs. Diamagnetismo

Istruktura para sa Graphite
Istruktura para sa Graphite

Ang mga materyales nga lagmit nga makapugong sa gawas nga magnetic field gitawag nga diamagnetic. Ang repulsion naggikan sa paglihok sa mga electron sa sulod sa materyal nga gidala sa usa ka uma, nga nagporma sa ilang kaugalingon nga gamay nga kaatbang nga magnetic field. Diamagnetismo dili usa ka kabtangan nga gipakita lamang sa graphite.

Graphite kay usa ka allotropic nga porma sa carbon nga adunay layered nga istruktura. Tungod sa istruktura sa mga electron niini, ang graphite naglihok sama sa diamagnetic nga mga materyales.

Ang talagsaon nga layered nga istruktura ug huyang nga interlayer bonding adunay hinungdanon nga papel sa pag-impluwensya sa kinatibuk-ang magnetic nga tubag sa materyal.

Diamagnetic nga mga Materyal
Diamagnetic nga mga Materyal

Mga Hinungdan nga Makaapektar sa Graphite Magnetism

Interlayer Coupling (Hexagonal Lattice Structure)

Ang indibidwal nga graphene layer sa graphite gamay nga diamagnetic. Makaamgo ka nga adunay gamay nga pagbalibad sa mga magnetic field. Bisan pa, kung giunsa kini nga mga lut-od nga gipatong hinungdanon.

Ang mga lut-od gihugpong sa huyang nga mga pwersa sa van der Waals, ug ang ilang relatibong orientasyon ug gilay-on mahimong makaapekto sa ilang interaksyon nga magnetic.

Mga Kahugawan (Doping ug mga Depekto)

Ang elektronik nga istruktura sa graphene ug ang magnetic nga mga kabtangan niini mahimong mabag-o pinaagi sa pagpaila sa mga atomo (dopants) o paghimo og mga depekto sa istruktura.

Pinaagi sa pag-ilis sa usa o daghan pa nga mga atomo sa carbon sa mga elemento sama sa boron o nitroheno, ang sistema moabut nga adunay wala’y parisan nga mga electron.

Kini naghimo niini nga delikado sa ferromagnetism (diin ang tanan nga magnetic moments niini gipunting sa usa ka direksyon).

 Gawas nga Magnetic Field

Kini nahimo nga bisan ang lunsay nga graphite, nga wala’y bisan unsang mga dopant o mga depekto, mahimo’g maaghat nga mahimong magnet pinaagi sa paggamit sa usa ka eksternal magnetic field. Kung adunay usa ka layer sa matag elemento, ang pag-align sa uma mahimong mag-orient sa mga layer sa drill ug maghimo usa ka net macroscopic magnetization.

Mga Pagkalainlain sa temperatura

Ang magnetismo sa graphite apektado kaayo sa temperatura. Ang temperatura maoy hinungdan sa mga kausaban sa kinetic energy sa mga electron niini.

Sa samang higayon, giusab niini ang ilang paglihok, nga miresulta sa kausaban sa magnetic properties. Ang impluwensya sa temperatura makatabang sa pagpatin-aw sa kinaiyahan ug pagkausab sa graphite magnetism.

Istruktura sa Graphite ug mga Epekto sa Magnetismo

Honeycomb Layers

Ang graphene layers sama sa honeycombs, nga adunay carbon atoms sa hugot nga sp2 hybrid structure ug nagporma og lig-on nga bugkos sulod sa matag layer.

Kini nga mga bugkos naghimo sa graphite nga usa ka maayong konduktor ug nagpugong sa paglihok sa mga electron sa mga eroplano nga patindog sa ilang direksyon. Kini nga limitado nga paglihok usa ka hinungdan nga hinungdan sa pagpugong sa mga lut-od nga mag-interaksyon sa magnet nga kusog kaayo.

Huyang nga Pagbugkos Tali sa mga Layer

Mga lut-od sa graphene pile sa ibabaw sa usag usa, gigapos sa huyang nga interaksyon sa van der Waals. Tungod kay ang in-plane sp2 bonds mas lig-on kay sa mga interlayer forces, gamay ra kaayo ang electronic interaction tali sa mga layer.

Kining huyang nga pagdugtong nagtugot sa matag lut-od sa pagpadayon sa iyang batakang diamagnetism, usa ka gamay nga pagsukol sa magnetic field. Apan kini nga mga lut-od nga relatibong posisyon makaapekto sa ilang kinatibuk-ang magnetic nga tubag.

Pag-stacking Order ug Magnetism

Kini nga interlayer magnetic interaction nagdepende sa stacking sequence sa mga layer sa graphene stacks.

Kung ang duha ka mga layer sa Bernal stacking nagpakita sa kaatbang nga oriented nga diamagnetism, ang epekto kay antiferromagnetic (ang kinatibuk-ang magnetization mawala).

Ang sayaw mahimong usbon sa uban nga posible nga stacking patterns, nga moresulta sa huyang nga ferromagnetism o exotic magnetic phenomena tungod sa gagmay nga mga kausaban nga nakaapekto sa electron delocalization tali sa mga layer.

Mga Epekto sa Edge ug mga Depekto

Sa kataposan, ang mga ngilit sa graphene sheets nagbilin ug nagbitay nga mga bugkos, nga nagpatunghag lokal nga magnetic moments. Mahimo kini nga makig-uban sa huyang nga diamagnetism sa kadaghanan ug sa ingon makaapekto sa kinatibuk-ang magnetic nga pamatasan.

Usahay, mahimo nimong idugang ang mga langyaw nga atomo, sama sa boron o nitroheno, nga nagdala sa wala’y paresan nga mga electron nga nakatampo sa mas kusog nga ferromagnetism.

Istruktura para sa Graphite
Istruktura para sa Graphite

Ang ubang mga Matang sa Carbon ug ang ilang mga Magnetic Properties

Diamond

Gihimo sa usa ka tetrahedral lattice, nga naghatag niini sa hitsura niini, kining talagsaon nga bahin naghimo niini nga diamagnetic.

Tungod kay ang matag carbon bond parehas sa tanan nga upat ka silingan, ang mga electron gipares, ug wala’y net magnetic moment.

Bisan pa ang mga hugaw sa nitroheno o uban pang mga iregularidad sa nawong mahimo’g magbilin nga wala’y paresan nga mga electron, nga makapahuyang sa ferromagnetism.

Mga Fullerenes

Sama sa iladong buckyballs, kining mga spherical o cylindrical nga carbon cage nagpakita usab og diamagnetism.

Dugang pa, ang ilang closed-shell nga electronic nga istruktura nagpatunghag pipila ka mga electron nga wala magkapares. Apan, pinaagi sa paggamit sa magnetic atoms sa dope o pinaagi sa paglakip sa usa ka magnetically moving molecule, ang mga pultahan mahimong maablihan alang sa bag-ong nanomagnets.

Carbon Nanotubes

Kining usa ka dimensyon nga mga kahibulongan nagpakita sa lain-laing mga matang sa magnetic nga kinaiya ubos sa impluwensya sa mga kalainan sa chirality ug diametro.

Ang mga metallic nanotubes mga diamagnetic, apan ang mga semiconducting mahimo nga paramagnetic kung sila adunay mga wala pares nga mga electron sa ilang istruktura sa banda.

Ang pagdugang sa mga depekto o mga hugaw mahimong hinungdan sa ferromagnetism o antiferromagnetism, nga naghimo kanila nga maayo kaayo nga mga kandidato alang sa spintronics.

Amorphous nga Carbon

Niini nga disordered nga porma, nga adunay sulod nga soot ug uling, ang electron structure kay randomized ug delocalized; adunay gamay o walay diamagnetism.

Kung adunay mga hugaw o mga depekto, kini nagpaila sa mga lokal nga magnetic nga mga gutlo hinungdan nga kini nga mga materyales adunay labi ka komplikado nga pamatasan.

Graphene

Bisan kung parehas sila sa graphite, ang independente nga naporma nga graphene sheet adunay talagsaon nga quantum magnetism.

Kini tungod sa ilang pagka-double-dimensional ug nadugangan nga mga interaksyon sa electron-electron. Naghatag kini og bag-ong mga paagi sa pagpanukiduki sa exotic magnetism sa atomic level.

Panapos

Kini usa lamang ka daklit nga pagtan-aw sa makabibihag nga kalibutan sa carbon magnetism. Uban sa nagpadayon nga panukiduki ug eksplorasyon, mahimo natong madiskobrehan ang makaiikag nga magnetic secrets.

I-update ang mga gusto sa cookies
Linukot nga basahon sa Taas