تقنية النانو الآن - بيان صحفي: يستخدم العلماء الحرارة لإنشاء تحولات بين Skyrmions وAntiskyrmions

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

الصفحة الرئيسية > صحافة > يستخدم العلماء الحرارة لإنشاء تحولات بين Skyrmions وantiskyrmions

المستخلص:
في تجربة يمكن أن تساعد في تطوير أجهزة إلكترونيات دورانية جديدة ذات استهلاك منخفض للطاقة، استخدم الباحثون من RIKEN والمتعاونون الحرارة والمجالات المغناطيسية لإنشاء تحولات بين القوام المغزلي - الدوامات المغناطيسية والدوامات المضادة المعروفة باسم skyrmions وantiskyrmions - في بلورة رقيقة واحدة جهاز لوحة. والأهم من ذلك أنهم حققوا ذلك في درجة حرارة الغرفة.

يستخدم العلماء الحرارة لإنشاء تحولات بين Skyrmions وantiskyrmions

واكو، اليابان | تم النشر في 12 يناير 2024

تعد Skyrmions وantiskyrmions، وهي مواد موجودة داخل مواد مغناطيسية خاصة تتضمن دوران الإلكترونات في المادة، مجالًا نشطًا للبحث، حيث يمكن استخدامها لأجهزة الذاكرة من الجيل التالي على سبيل المثال، حيث تعمل Skyrmions بمثابة " 1" بت وantiskyrmions بت "0". وقد تمكن العلماء قديماً من تحريكها بعدة طرق، وإحداث تحولات بينها باستخدام التيار الكهربائي. ومع ذلك، نظرًا لأن الأجهزة الإلكترونية الحالية تستهلك الطاقة الكهربائية وتنتج حرارة مهدرة، فقد قرر الباحثون في المجموعة، بقيادة Xiuzhen Yu في مركز RIKEN لعلوم المواد الناشئة، معرفة ما إذا كان بإمكانهم إيجاد طريقة لإنشاء التحولات باستخدام التدرجات الحرارية.

وفقًا ليو، "بما أن ما يقرب من ثلثي الطاقة التي تنتجها محطات توليد الطاقة والسيارات والمحارق والمصانع تهدر على شكل حرارة، فقد اعتقدنا أنه سيكون من المهم محاولة إنشاء تحولات بين Skyrmions وantiskyrimions - وهو ما تم القيام به سابقًا باستخدام التيار الكهربائي – باستخدام الحرارة.

ولإجراء البحث، الذي نُشر في مجلة Nature Communications، استخدم الباحثون شعاعًا أيونيًا مركَّزًا - وهو نظام تصنيع دقيق للغاية - لإنشاء جهاز صغير من مغناطيس بلوري أحادي الحجم (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P، يتكون من الحديد، ذرات النيكل والبلاديوم والفوسفور، ثم استخدموا مجهر لورنتز الماسح - وهي طريقة متقدمة لفحص الخواص المغناطيسية للمواد بمقاييس صغيرة جدًا.

ما وجدوه هو أنه عندما تم تطبيق تدرج في درجة الحرارة على البلورة في وقت واحد مع مجال مغناطيسي، في درجة حرارة الغرفة، تحولت التقلبات المضادة داخلها أولاً إلى فقاعات غير طوبولوجية - نوع من حالة الانتقال بين التقلبات ومضادات التبلور - ثم إلى التقلبات ، مع ارتفاع درجة حرارة التدرج. ثم ظلوا في تكوين مستقر مثل skyrmions حتى عندما تم القضاء على التدرج الحراري.

وكانت هذه نتيجة متسقة مع التوقعات النظرية، ولكن النتيجة الثانية فاجأت المجموعة. وفقًا لفهمي سامي ياسين، باحث ما بعد الدكتوراه في مجموعة يو، "لقد فوجئنا أيضًا عندما اكتشفنا أنه عندما لم يتم تطبيق المجال المغناطيسي، أدى التدرج الحراري إلى التحول من سكيرميونز إلى مضاد سكيرميونس، والتي ظلت أيضًا مستقرة داخل المادة".

يتابع قائلاً: "الأمر المثير للغاية في هذا الأمر هو أن هذا يعني أنه بإمكاننا استخدام التدرج الحراري - باستخدام الحرارة المهدرة بشكل أساسي - لدفع التحول بين Skyrmions و antiskyrmions، اعتمادًا على ما إذا كان يتم تطبيق المجال المغناطيسي أم لا. ومن المهم بشكل خاص أننا تمكنا من القيام بذلك في درجة حرارة الغرفة. وهذا يمكن أن يفتح الطريق أمام نوع جديد من أجهزة تخزين المعلومات مثل أجهزة الذاكرة غير المتطايرة التي تستخدم الحرارة المهدرة.

وفقًا ليو، "نحن متحمسون للغاية بشأن اكتشافه، ونخطط لمواصلة عملنا للتعامل مع Skyrmions وantiskymions بطرق جديدة وأكثر كفاءة، بما في ذلك التحكم الحراري في حركة antiskyrmion، بهدف بناء أجهزة ثيرموسبينترونيك فعلية وأجهزة إلكترونيات دورانية أخرى والتي يمكن استخدامها في حياتنا اليومية. ولصنع أجهزة أفضل، نحتاج إلى استكشاف تصميمات وهندسة الأجهزة المختلفة بدقة.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
جينس ويلكنسون
بتبريد
المكتب: 81-484-621-424

حقوق الطبع والنشر © ريكن

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: