Uusi tapa hallita magneettisuutta erittäin ohuissa materiaaleissa

24.07.2025

Edinburgh-magneettisuus-erittain-ohuissa-materiaaleissa-300-t.jpgMagnetismi on keskeinen muun muassa digitaalisen muistipiirin toiminnassa, joiden sisällä on pieniä magneettisia alueita, joita käytetään informaation tallentamiseen.

Näitä magneettisia alueita säätelevät pienet muutokset magneettisessa käyttäytymisessä, prosessi, jota kutsutaan vaihtopoikkeamaksi. Tähän asti vaihtopoikkeamaa on kuitenkin ollut vaikea tutkia ja vielä vaikeampaa hallita, koska sitä esiintyy rakenteiden sisällä, epätäydellisillä rajapinnoilla eri materiaalien välillä.

Edinburghin yliopiston, Boston Collegen ja Binghamtonin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet keinon voittaa nämä haasteet.

Sen sijaan, että eri materiaaleja pinottaisiin päällekkäin, tiimi havaitsi, että he voisivat saavuttaa saman hallinnan CrPS₄ -tyyppisen puolijohdemateriaalin sisällä.

Erittäin ohuissa CrPS₄-hiutaleissa atomien kerrokset muodostavat luonnostaan alueita, joilla on erilaiset magneettiset ominaisuudet sen paksuuden vuoksi. Huippuluokan kuvantamistekniikoiden ja laajamittaisten simulaatioiden avulla tutkijat pystyivät näkemään, miten magneettiset alueet muodostuivat, vuorovaikuttivat ja siirtyivät eri kerrosmäärien välisillä rajoilla.

Kuvantamistekniikka – joka tunnetaan nimellä typpivakanssin (NV) keskusmagnetometria – toimii kuin erittäin herkkä magneettimikroskooppi, jossa käytetään timanttiantureita pienten magneettikenttien visualisointiin.

Muuttamalla CrPS₄:n kerrosten järjestystä tutkijat havaitsivat voivansa kytkeä vaihtopoikkeaman päälle tai pois päältä, aivan kuin kytkintä napsauttamalla. Prosessi on hallittavissa ja palautuva, mikä voisi olla erittäin hyödyllistä tulevaisuuden teknologioille, tiimi sanoo.

Edinburghin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen tiedekunnan tohtori Elton Santos sanoi: ”CrPS₄:n sisällä olevat alueet ovat vierekkäin kuin kaistat moottoritiellä. Niiden välinen raja muodostaa täydellisen rajapinnan, jonka avulla voimme tutkia ja hallita magneettista käyttäytymistä uskomattoman tarkasti.”

Löytö ei ainoastaan syvennä tutkijoiden ymmärrystä magnetismista, vaan se myös luo pohjan älykkäämpien, pienempien ja luotettavampien magneettipiirien rakentamiselle, tiimi sanoo.

Se voisi auttaa insinöörejä suunnittelemaan erittäin kompakteja muistisiruja, uudelleenkonfiguroitavia antureita tai jopa magneettisiin periaatteisiin perustuvia kvanttilaskentalaitteita. CrPS₄ on stabiili ilmassa ja sen kanssa on helppo työskennellä, mikä tekee siitä ihanteellisen ehdokkaan tosielämän sovelluksiin, ei vain laboratoriokokeisiin, he lisäävät.

Tohtori Santos jatkaa: ”Tämä läpimurto avaa ikkunan atomitason magnetismin näkymättömään maailmaan. Tämä työ antaa meille läpinäkyvän ja luotettavan alustan ymmärtää ja suunnitella magnetismia atomitasolla. Se avaa oven kokonaan uudelle magneettiteknologioiden luokalle.”

Aiheesta aiemmin:

Magneettiset oktupolit voittavat antiferromagneettisia ongelmia

Ferrosähköistä muistipotentiaalia telluuriinissa

Orbitroniikka: uusi energiatehokas tekniikka

05.09.2025Voisiko kvanttitilan välimuoto vauhdittaa tulevaisuuden teknologioita
05.09.2025Ei enää siirtoprosessia toimivien 2D-rakenteiden tuottamiseksi
04.09.2025Tutkijat löysivät aika-avaruuden hopfionkiteitä
04.09.2025Kvanttiaineen ytimen geometria
04.09.2025Yksittäisien ballistisien elektronien havainnointia
03.09.2025Spin-häviön muuttaminen energiaksi
03.09.2025Uusi tekniikka parantaa monifotonisen tilan muodostumista
02.09.2025Demonstraatioita 6G:n monipiste- ja hyper-avaruus tekniikoilla
02.09.2025Kuitutietokone mahdollistaa ihmisen toiminnan tarkemman tunnistamisen
01.09.2025Puolalainen tutkimusryhmä kehitti uuden fotoniikka-alustan
01.09.2025Aurinkoenergian keruuta mustalla metallilla
30.08.2025Uudella molekyylillä kohti keinotekoista fotosynteesiä
29.08.2025Tietokonetekniikan kehitys yltää monimutkaisiin optimointiongelmiin
29.08.2025Keskijännitekatkaisija tasavirralle
29.08.2025Kaksitoiminen orgaaninen molekyyli näytöille ja kuvantamiselle
28.08.2025Tehokkaampia ja luotettavampia piikarbidipiirejä
28.08.2025Kide, joka hengittää happea
27.08.2025Rypyttämällä ultratehokasta elektroniikkaa
27.08.2025Tarvitsevatko akut lääkettä?
27.08.2025Uusi energiatehokas ultrakompakti laseri
26.08.2025Tutkijat valottivat valosähkön tuotantoa
26.08.2025Absoluuttinen suprajohtava kytkin magneettisessa laitteessa
26.08.2025Tekoälyä myös teollisuudelle
25.08.2025Luonnon johdottamat tarkkuusmolekyylit tulevaisuuden elektroniikalle
25.08.2025Tutkijat ohjelmoivat soluja luomaan biologisen kubitin
25.08.2025Uusi virrankerääjä sähköautojen akuille
23.08.2025Kuparin rooli CO2:n muuntamisessa arvokkaiksi polttoaineiksi
22.08.2025Tulevaisuuden väreilyä: kvantti-interferenssiä fononeilla
22.08.2025Bioinspiroidut materiaalit kestävät iskun
21.08.2025Äänen käyttäminen kvantti-informaation muistamiseen
21.08.2025Valo paljastaa magnetismia ei-magneettisissa metalleissa
20.08.2025Tutkijat rakensivat ensimmäiset "mikroaaltoaivot" sirulle
20.08.2025Uusi lähetin vähemmän tehosyöpöille langattomille
19.08.2025Lähes sata vuotta vanha kvanttifysiikan mysteeri ratkaistu
19.08.2025Äänellä valoa muokaten
18.08.2025Aineen uuden olomuodon äärellä
18.08.2025Kohti uudenlaista magneettisen ja elektronisen maiseman muokkaamista
18.08.2025Tutkijat saivat aikaan aivojen kaltaisen muistin
16.08.2025Huoneenlämmössä syntetisoitu tehokas polttokennokatalyytti
15.08.2025Kvanttimateriaaleissa kannattaa harkita kemiaa
15.08.2025Sähkön ohjailua atominohuissa metalleissa
15.08.2025Hedelmäkärpäsen toukat voivat aistia sähkökenttiä
14.08.2025Indiumselenidin kiekkoja teollisuudelle
14.08.2025Pöytätason menetelmällä lähes megateslojen magneettikenttiä
13.08.2025Mitä löytyy kvanttisesta nollapisteestä
13.08.2025MEMS Huygens -kello parantaa ajanoton tarkkuutta ja vakautta
12.08.2025Digitaaliset metapinnat: Langattoman viestinnän uusi paradigma
12.08.2025Antiferromagneetti pienenergian keräämiseen
11.08.2025Kohti laajamittaista vikasietoista kvanttitietokonetta
11.08.2025Terahertsin valo ohjaa atomisen ohuita puolijohteita
09.08.2025Salama on syntynyt!
08.08.2025Jotain tuttua ja jotain uutta nykyajan sulautettuihin
08.08.2025Koneoppimista ja kvanttikoneoppimista elektroniikan suunnitteluun
08.08.2025Tutkijat havaitsivat korreloitujen häiriöiden lisäävän suprajohtavuutta
07.08.2025Tekoälyllä uusia materiaaleja moni-ionisiin akkuihin
07.08.2025Täydellisen epätäydellinen: Materiaalien epäjärjestys ja nopea akkulataus
07.08.2025Robotiikan uusia näkökulmia
06.08.2025Voisiko hiili olla kvanttilaskennan tulevaisuus?
06.08.2025Moottorikäyttöjen mullistus: keskiössä malliton ennakoiva ohjaus
06.08.2025Kvanttirajaa lähestyvä etäisyyden mittausjärjestelmä
05.08.2025Uusi materiaali voisi vähentää elektroniikan tehokulutusta
05.08.2025Magneettinen 1D van der Waals heterorakenne
04.08.2025Valon manipuloinnille uudet säännöt
04.08.2025Metalliton superkondensaattoripino grafeenista
02.08.2025Polttoaineiden valmistus auringonvalosta
01.08.2025Kuvia kvanttimateriaalien lämmön atomitason liikehdinnästä
01.08.2025Spineille aaltojohteinen verkko
31.07.2025Mitä tapahtuu kvanttitunneloinnin sisällä
31.07.2025Ihomainen monitoimianturi vaikka kehon sisään
30.07.2025Metapinnoista seuraava kvantti-informaation prosessori?
30.07.2025Veteen liukenevia muistipiirejä
29.07.2025Elektronis-fotoninen kvanttisiru luotu kaupallisessa valimossa
29.07.2025Lomittumisakku tehostaa kvanttipalautuvuutta
28.07.2025Puolijohteet saavat magneettisen sysäyksen
28.07.2025Neljän koplaus: Uusi puolijohde tulevaisuuden siruille
26.07.2025Ylikuumentunut kulta selviää entropiakatastrofista
25.07.2025Kaksiulotteiset laboratorioista teollisuuteen
25.07.2025Nestemäisen veden kahdet kasvot
24.07.2025Kuinka sähkö liikkuu piissä atomi atomilta
24.07.2025Uusi tapa hallita magneettisuutta erittäin ohuissa materiaaleissa
23.07.2025Magnonien viritystä suoraan valolla
23.07.2025Magneettisten tekstuurien säätäminen sähkökentillä
22.07.2025Äänisignaalit siruilla? lähes ilman signaalihäviötä
21.07.2025Kvanttipiireillä läpimurto spintroniikalle
18.07.2025Uusi biosensori valaisee kasvin RNA:ta reaaliajassa
17.07.2025Tekoälylle uusi eurooppalainen supertransistori
17.07.2025OLED-näyttöjen kehitysnäkymiä
16.07.2025Avaus pienen energiankäytön elektroniikalle
16.07.2025Yhden sirun mikroaaltofotoniikan järjestelmä
15.07.2025Uusi materiaali emittoi paremmin kuin se absorboi
15.07.2025Miksi aurinko on niin hyvä haihduttamaan vettä
14.07.2025Metallin tavoin johtavia MOFeja
12.07.2025Polttokenno vakauttaa sähköverkkoa tuottamalla ja varastoimalla energiaa
11.07.2025Kubittimaailman millikelvineitä ja millisekunteja
11.07.2025Varatut pisarat voivat osua pintaan ilman roiskeita
10.07.2025Kvanttifysiikan avulla itsevalaiseva biosensori
09.07.2025Jättimäinen fotoni-isolointi ja -kiertoliike
09.07.2025Optista rinnakkaisprosessointia sadalla aallonpituudella
08.07.2025Elektroniikasta 1000 kertaa nopeampaa
08.07.2025Kiintolevyt tallantamaan 100 kertaa enemmän dataa

Näytä lisää »