MegaBits.lv - ir tiešsaites žurnāls, kur tu vari atrast jaunumus un ziņas par mūsdienīgam tehnoloģijam


Atpakaļ
Zinātne un Kosmoss

Zinātnieki ir atklājuši trešo magnētisma veidu - tas uzlabos glabāšanu un palīdzēs supravadītspējai.

Zinātnieki ir atklājuši trešo magnētisma veidu - tas uzlabos glabāšanu un palīdzēs supravadītspējai.
0 0 3 0

Pētnieki ir pierādījuši trešās magnētisma klases – alternatīvā magnētisma – esamību. Atklājums ļaus izveidot ātrdarbīgus magnētiskos krātuves un veicinās virsskaņas materiālu izstrādi.

«Agrāk mums bija divas labi zināmas magnētisma kategorijas. Ferromagnētisms, kur magnētiskie momenti, ko var iedomāties kā mazas kompasa bultiņas uz atoma skalas, visi norāda vienā virzienā. Un arī antiferromagnētisms, kur blakus esošie magnētiskie momenti norāda pretējos virzienos – to var iedomāties kā šaha galdu ar pārmaiņus baltajām un melnajām lauciņiem,» saka pētījuma autors Olivers Amins, Notsingemas universitātes doktorants Lielbritānijā.

Elektriskajā strāvā esošo elektronu spini norāda vienā no diviem virzieniem un var izlīdzināties līnijā vai pret šiem magnētiskajiem momentiem, lai glabātu vai pārsūtītu informāciju, veidojot dažādu magnētisko atmiņas ierīču pamatu.

Alterētais magnētiskais materiāls, pirmo reizi radīts 2022. gadā, ir uzbūve, kas atrodas kaut kur pa vidu. Katrs atsevišķs magnētiskais moments norāda pretējā virzienā nekā tā kaimiņš, kā antiferomagnētiskā materiālā. Bet katrs ir nedaudz pagriezts attiecībā pret kaimiņu magnētisko atomu, kas rada dažas jaunas ferromagnētiskas īpašības. Alterējiem magnētiem ir abu, ferromagnētiku un antiferromagnētiku, labākās īpašības.

«Ferromagnētiku priekšrocība ir tā, ka mums ir vienkāršs veids, kā lasīt un rakstīt datus atmiņā, izmantojot šos augšējos vai apakšējos domēnus. Bet, tā kā šiem materiāliem ir tīrs magnētisms, šo informāciju ir viegli pazaudēt, ja pieskaras magnētam,» saka pētījuma līdzautors Alfreds Dals Dins, Notsingemas universitātes doktorants.

Pretēji tam, antiferromagnētiskos materiālus ir daudz grūtāk manipulēt, lai glabātu informāciju. Tā kā tiem ir nulle magnētisma, informācijas glabāšana šajos materiālos ir daudz drošāka, un pārsūtīšanas ātrums ir labāks.

Alterējiem magnētiem piemīt antiferromagnētiku ātrums un stabilitāte, bet tiem ir arī būtiska ferromagnētiku īpašība, ko sauc par simetrijas pārkāpumu laikā. Proti, ja būtu iespējams atgriezties uz notikumu sākumu laikā, daļiņas uzvestos vienādi. Tomēr, tā kā elektroniem ir gan kvantu spins, gan magnētiskais moments, domāts laika un kustības virziena apgrieziens maina spinu, tādējādi simetrija tiek pārtraukta.

«Ja jūs apskatāt šīs divas elektroniskās sistēmas — vienu, kur laiks iet parasti, un otru, kur jūs to atgriežat atpakaļ, — tās izskatās atšķirīgi, un līdz ar to simetrija tiek pārtraukta. Tas ļauj pastāvēt dažiem specifiskiem elektriskiem parādībām,» skaidroja Olivers Amins.

Komanda Pētera Vodlija, Notsingemas universitātes fizikas profesora, vadībā izmantoja metodi, ko sauc par fotoemisijas elektronu mikroskopiju, lai izveidotu mangas telurīda struktūras un magnētisko īpašību attēlu, kas iepriekš tika uzskatīts par antiferomagnētisku materiālu.

Aprites polarizētā gaisma atklāja dažādus magnētiskos domēnus, radītus, pārkāpjot simetriju laikā, kamēr horizontāli vai vertikāli polarizēti rentgenstari ļāva izmērīt magnētisko momentu virzienu viscaur materiālā. Apvienojot abu eksperimentu rezultātus, pētnieki izveidoja pirmo vēsturē izcilu magnētisko domēnu un struktūru karti alterētajā magnētiskajā materiālā.

Ar šo koncepcijas apstiprinājumu komanda izgatavoja vairākas alterētās magnētiskās ierīces, manipulējot ar iekšējām magnētiskajām struktūrām, izmantojot kontrolētu termisko ciklu tehniku.

«Mēs spējām izveidot šīs eksotiskās virpuļvijas struktūras gan sešstūrveida, gan trīsstūrveida ierīcēs. Šīs virpuļvijas aizvien vairāk piesaista uzmanību spinoelektronikā kā potenciālie informācijas nesēji, tāpēc tas bija veiksmīgs pirmais piemērs, kā izveidot darbināmu ierīci,» saka Olivers Amins.

Pētījuma autori norāda, ka spēja radīt attēlus un pārvaldīt šo jauno magnētisma formu varētu revolucionizēt nākamās paaudzes atmiņas ierīču dizainu ar paaugstinātu darbības ātrumu un uzlabotu stabilitāti un lietošanas vienkāršību. Alterētā magnētisma attīstība palīdzēs arī virsskaņas materiālu izstrādē: «Ilgu laiku simetrijā starp šīm divām jomām bija plaisa, un šī magnētisko materiālu klase, kas līdz šim bija izvairējusies, izrādījās trūkstošais posms puzlē,» norāda Alfreds Dals Dins. Pētījums ir publicēts žurnālā Nature.

Avots: Space.com

Paldies, tavs viedoklis pieņemts.

Komentāri (0)

Šobrīd nav neviena komentāra

Atstāj Komentāru:

Lai būtu iespējams atstāt komentāru - tēv jāautorizējas mūsu vietnē

Saistītie Raksti