Valoa ja elektroneja antiferromagneeteille

21.06.2021

Delft-valoa-kaksiulotteiseen-magneettiin-225-t.jpgTaiteellinen näkymä magneettisista spineistä kaksiulotteisessa magneetissa. Kaikki spinit värähtelevät samassa vaiheessa suurella taajuudella vasteena valopulssille.

Atomisen ohuita van der Waals -magneetteja pidetään kompaktina mediana tulevaa magneettista datan tallennusta ja nopeaa tietojenkäsittelyä ajatellen. Näiden materiaalien magneettisen tilan hallinta reaaliajassa on kuitenkin osoittautunut vaikeaksi.

Nyt Delftin teknillisen yliopiston (TU Delft) johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on onnistunut valoa käyttäen muuttamaan van der Waals antiferromagneetin anisotropiaa tarpeen mukaan ja tasoittamaan tietä uusille, erittäin tehokkaille datavälineille.

Van der Waalsin magneetteja muodostavat ohuet atomikerrokset mutta tällöin niiden magneettien järjestys tulee erityisen alttiiksi lämmölle. Mikä tahansa absoluuttisen nollan (-273 °C) yläpuolella oleva lämpötila aktivoi satunnaiset vaihtelut spinien suunnassa, mikä voi täysin romahduttaa magneettisen järjestyksen.

Joten kunnes voimme hallita niiden magneettista tilaa, atomiohuiden magneettien lupaukset ovat vain lupauksia.

Ainoa tapa torjua termistä romahdusta on kiinnittää magneettiset spinit materiaalissa enemmän tiettyyn suuntaan. Tai, kuten fyysikot kutsuvat: indusoida "magneettinen anisotropia". Ja anisotropian hallitseminen näissä magneeteissa avaa suoran reitin hallita niiden järjestysmuutoslämpötilaa ja siten itse magnetismia.

TU Delftin kansainvälinen tutkijaryhmä käytti ultralyhyitä valopulsseja indusoimaan magneettisen anisotropian kaksiulotteisessa van der Waalsin antiferromagneetissa.

"Sopivan energian sisältävä valo on erittäin kätevä säätönuppi, jolla voi manipuloida anisotropiaa tarpeen mukaan", toteaa tohtori Andrea Caviglia.

Tutkijoiden mukaan kyseessä on tyylikäs ja samalla käytännöllisesti katsoen universaali ratkaisu magneettisen anisotropian manipulointiin käytännössä missä tahansa kaksiulotteisessa magneetissa." Myös elektronin käyttäytymisestä antiferromagneetissa löytyy vihjeitä uusista tavoista tallentaa digitaalista dataa.

Michiganin teknillisen yliopiston fyysikot ovat tutkineet ryhmänsä kehittämän tiiminsä uuden nanojohdinrakenteen takana olevaa fysiikkaa. Ryhmä on havainnut, että kromilla seostetut nanolangat, joissa on germaniumydin ja piikuori, voivat olla antiferromagneettisia puolijohteita. Tämä havainto on avannut lukemattomia antiferromagnetismia koskevia tutkimusintressejä ja voi johtaa nopeampaan, suurempikapasiteettiseen datan varastointiin.

Nyt tutkijat ovat hyödyntäneet antiferromagnetismin ominaisuuksia CMOS-yhteensopivassa nanolangassa. Tutkimus paljasti antiferromagnetismin sanelevan mekanismin. Sitä kutsutaan supervaihdoksi ja se ohjaa elektronien spinejä ja antiparalleelista suuntausta, mikä tekee niistä antiferromagneettisia.

Aiheesta aiemmin:

Antimagneettinen muisti

Antiferromagneettinen läpimurto

Magneettien manipulointia atomien tasolla

02.08.2021Laser ja mikrokampa samalle sirulle
30.07.2021Australialaistutkijat kehittivät kvanttimikroskoopin
29.07.2021Fotonit ja magnonit kaveraavat
19.07.2021Kvanttiaskel lämpökytkimelle
08.07.2021Lämpöaaltoja puolijohdemateriaalissa
25.06.2021Kvanttipisteet voivat "puhua" keskenään
24.06.2021Metamateriaaleja tulostustekniikalla
23.06.2021Kohti topologisia suprajohteita
22.06.2021Uusia ominaisuuksia moiré-superhiloissa
21.06.2021Valoa ja elektroneja antiferromagneeteille

Siirry arkistoon »