Nanoteknologi Sekarang - Siaran Pers: Ilmuwan Menggunakan Panas Untuk Menciptakan Transformasi Antara Skyrmion dan Antiskyrmions

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Para ilmuwan menggunakan panas untuk menciptakan transformasi antara skyrmion dan antiskyrmion

Abstrak:
Dalam percobaan yang dapat membantu pengembangan perangkat spintronik baru dengan konsumsi energi rendah, para peneliti dari RIKEN dan kolaborator telah menggunakan panas dan medan magnet untuk menciptakan transformasi antara tekstur putaran—vortisitas magnetis dan antivortisitas yang dikenal sebagai skyrmions dan antiskyrmions — dalam satu kristal tipis perangkat pelat. Yang penting, mereka mencapai hal ini pada suhu kamar.

Para ilmuwan menggunakan panas untuk menciptakan transformasi antara skyrmion dan antiskyrmion

Wako, Jepang | Diposting pada 12 Januari 2024

Skyrmions dan antiskyrmions, yang merupakan tekstur yang ada dalam bahan magnetik khusus yang melibatkan putaran elektron dalam bahan tersebut, merupakan bidang penelitian yang aktif, karena dapat digunakan untuk perangkat memori generasi mendatang misalnya, dengan skyrmion bertindak sebagai “ 1” bit dan antiskyrmion sedikit “0”. Di masa lalu, para ilmuwan mampu memindahkannya dengan berbagai cara, dan melakukan transformasi di antara keduanya menggunakan arus listrik. Namun, karena perangkat elektronik saat ini mengonsumsi daya listrik dan menghasilkan limbah panas, para peneliti dalam kelompok tersebut, yang dipimpin oleh Xiuzhen Yu di RIKEN Center for Emergent Matter Science, memutuskan untuk melihat apakah mereka dapat menemukan cara untuk menciptakan transformasi menggunakan gradien panas.

Menurut Yu, “Karena sekitar dua pertiga energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik, mobil, insinerator, dan pabrik terbuang sebagai panas, kami pikir penting untuk mencoba menciptakan transformasi antara skyrmion dan antiskyrimion—yang sebelumnya telah dilakukan. menggunakan arus listrik—menggunakan panas.”

Untuk melakukan penelitian yang dipublikasikan di Nature Communications, para peneliti menggunakan sinar ion terfokus—sistem fabrikasi yang sangat presisi—untuk membuat perangkat mikro dari magnet kristal tunggal massal (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, yang terdiri dari besi, atom nikel, paladium, dan fosfor, dan kemudian menggunakan mikroskop pemindaian Lorentz—metode canggih untuk memeriksa sifat magnetik material pada skala yang sangat kecil.

Apa yang mereka temukan adalah ketika gradien suhu diterapkan pada kristal secara bersamaan dengan medan magnet, pada suhu kamar, antiskyrmion di dalamnya pertama-tama berubah menjadi gelembung non-topologis—semacam keadaan transisi antara skyrmion dan antiskyrmion—dan kemudian menjadi skyrmion. , seiring dengan kenaikan gradien suhu. Mereka kemudian tetap dalam konfigurasi stabil sebagai skyrmion bahkan ketika gradien termal dihilangkan.

Ini adalah temuan yang konsisten dengan ekspektasi teoretis, namun temuan kedua mengejutkan kelompok tersebut. Menurut Fehmi Sami Yasin, peneliti pascadoktoral di kelompok Yu, “Kami juga terkejut menemukan bahwa ketika medan magnet tidak diterapkan, gradien termal menyebabkan transformasi dari skyrmion menjadi antiskyrmions, yang juga tetap stabil di dalam material.”

“Hal yang sangat menarik tentang hal ini,” lanjutnya, “adalah bahwa ini berarti kita dapat menggunakan gradien termal—pada dasarnya menggunakan limbah panas—untuk mendorong transformasi antara skyrmion dan antiskyrmion, bergantung pada apakah medan magnet diterapkan atau tidak. Sangatlah penting bahwa kami dapat melakukan ini pada suhu kamar. Hal ini dapat membuka jalan bagi jenis perangkat penyimpanan informasi baru seperti perangkat memori nonvolatil yang menggunakan limbah panas.”

Menurut Yu, “Kami sangat gembira dengan temuannya, dan berencana untuk melanjutkan pekerjaan kami dalam memanipulasi skyrmion dan antiskymion dengan cara baru dan lebih efisien, termasuk kontrol termal gerakan antiskyrmion, dengan tujuan untuk membangun perangkat termospintronik dan spintronik lainnya. yang bisa kita gunakan dalam kehidupan kita sehari-hari. Untuk membuat perangkat yang lebih baik, kita perlu mengeksplorasi secara menyeluruh berbagai desain dan geometri perangkat.”

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Jens Wilkinson
RIKEN
Kantor: 81-484-621-424

Hak Cipta © RIKEN

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: