Nanotechnologie nu - Persbericht: Wetenschappers gebruiken warmte om transformaties tussen Skyrmions en Antiskyrmions te creëren

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Wetenschappers gebruiken warmte om transformaties tussen skyrmionen en antiskyrmionen te creëren

Abstract:
In een experiment dat de ontwikkeling van nieuwe spintronica-apparaten met een laag energieverbruik zou kunnen helpen, hebben onderzoekers van RIKEN en medewerkers hitte en magnetische velden gebruikt om transformaties te creëren tussen spintexturen – magnetische wervels en antivortices bekend als skyrmionen en antiskyrmionen – in een enkel kristaldunne structuur. plaat apparaat. Belangrijk is dat ze dit bij kamertemperatuur bereikten.

Wetenschappers gebruiken warmte om transformaties tussen skyrmionen en antiskyrmionen te creëren

Wako, Japan | Geplaatst op 12 januari 2024

Skyrmionen en antiskyrmionen, dit zijn texturen die voorkomen in speciale magnetische materialen waarbij de spin van de elektronen in het materiaal betrokken is, vormen een actief onderzoeksgebied, omdat ze bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor geheugenapparaten van de volgende generatie, waarbij skyrmionen fungeren als een “ 1” bit en antiskyrmions een “0” bit. In het verleden zijn wetenschappers erin geslaagd ze op verschillende manieren te verplaatsen en met behulp van elektrische stroom transformaties daartussen te creëren. Omdat de huidige elektronische apparaten echter elektrische stroom verbruiken en afvalwarmte produceren, besloten de onderzoekers in de groep, onder leiding van Xiuzhen Yu van het RIKEN Center for Emergent Matter Science, om te kijken of ze een manier konden vinden om de transformaties te creëren met behulp van warmtegradiënten.

Volgens Yu: “Aangezien ongeveer tweederde van de energie die wordt geproduceerd door elektriciteitscentrales, auto’s, verbrandingsovens en fabrieken wordt verspild als warmte, dachten we dat het belangrijk zou zijn om te proberen transformaties te creëren tussen skyrmionen en antiskyrimionen – wat eerder is gedaan. door gebruik te maken van elektrische stroom – door gebruik te maken van warmte.”

Om het onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, uit te voeren, gebruikten de onderzoekers een gefocusseerde ionenbundel – een uiterst nauwkeurig fabricagesysteem – om een microapparaat te creëren uit de bulk-monokristalmagneet (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, bestaande uit ijzer, nikkel-, palladium- en fosforatomen, en vervolgens Lorentz-scanmicroscopie gebruikt - een geavanceerde methode om de magnetische eigenschappen van materialen op zeer kleine schaal te onderzoeken.

Wat ze ontdekten is dat wanneer tegelijkertijd met een magnetisch veld een temperatuurgradiënt op het kristal werd toegepast, de antiskyrmionen daarin bij kamertemperatuur eerst in niet-topologische bellen transformeerden – een soort overgangstoestand tussen skyrmionen en antiskyrmionen – en vervolgens in skyrmionen. , naarmate de temperatuurgradiënt groter werd. Ze bleven vervolgens in een stabiele configuratie als skyrmionen, zelfs als de thermische gradiënt werd geëlimineerd.

Dit was een bevinding die consistent was met de theoretische verwachtingen, maar een tweede bevinding verraste de groep. Volgens Fehmi Sami Yasin, een postdoctoraal onderzoeker in de groep van Yu: “We waren verrast toen we ontdekten dat wanneer het magnetische veld niet werd toegepast, de thermische gradiënt leidde tot een transformatie van skyrmionen naar antiskyrmionen, die ook stabiel bleven in het materiaal.”

‘Het opwindende hieraan,’ vervolgt hij, ‘is dat dit betekent dat we een thermische gradiënt – feitelijk met behulp van afvalwarmte – kunnen gebruiken om een transformatie tussen skyrmionen en antiskyrmionen te bewerkstelligen, afhankelijk van of er een magnetisch veld wordt toegepast of niet. Het is vooral veelbetekenend dat we dit bij kamertemperatuur konden doen. Dit zou de weg kunnen openen naar een nieuw type informatieopslagapparatuur, zoals niet-vluchtige geheugenapparaten die gebruik maken van restwarmte.”

Volgens Yu: “We zijn erg enthousiast over zijn bevindingen en zijn van plan ons werk voort te zetten om skyrmionen en antiskymionen op nieuwe en efficiëntere manieren te manipuleren, inclusief de thermische controle van antiskyrmionbewegingen, met als doel echte thermospintronische en andere spintronische apparaten te bouwen. die in ons dagelijks leven gebruikt kunnen worden. Om betere apparaten te maken, moeten we verschillende apparaatontwerpen en -geometrieën grondig onderzoeken.”

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Jens Wilkinson
RIKEN
Kantoor: 81-484-621-424

Auteursrecht © RIKEN

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer:

Gerelateerde Links

ARTIKEL TITEL

Gerelateerd nieuws Pers

Nieuws en informatie

$ 900,000 toegekend voor het optimaliseren van apparaten voor het oogsten van grafeenenergie: de toewijding van de WoodNext Foundation aan UofA-natuurkundige Paul Thibado zal worden gebruikt om sensorsystemen te ontwikkelen die compatibel zijn met zes verschillende energiebronnen Januari 12th, 2024

Onderzoekers ontwikkelen een techniek om in water oplosbare nanoclusters van legeringen te synthetiseren Januari 12th, 2024

Rice University lanceert Rice Synthetic Biology Institute om levens te verbeteren Januari 12th, 2024

Eerste directe beeldvorming van kleine edelgasclusters bij kamertemperatuur: nieuwe mogelijkheden in de kwantumtechnologie en de fysica van de gecondenseerde materie geopend door edelgasatomen opgesloten tussen grafeenlagen Januari 12th, 2024

Fysica

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Skyrmions

Draai fotonica om vooruit te komen met nieuwe anapole-sonde November 4th, 2022

Zoeken naar vreemd Skyrmion-fenomeen mislukt, maar vindt vreemde magnetische kralenketting: natuurkundigen die op zoek zijn naar een zelden geziene magnetische spintextuur hebben een ander object ontdekt dat zijn kenmerken draagt, verborgen in de structuur van ultradunne magnetische films, dat ze c April 2nd, 2021

De ICN2 leidt een roadmap over kwantummaterialen 29 september 2020

Ontdekking kan leiden tot nieuwe materialen voor gegevensopslag van de volgende generatie: door het leger gefinancierd onderzoek toont voor het eerst opkomende chiraliteit aan in polaire skyrmionen in oxide-superroosters 10 mei 2019

Mogelijke toekomsten

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

Katalytische combo zet CO2 om in vaste koolstofnanovezels: tandem elektrokatalytische-thermokatalytische conversie kan de uitstoot van krachtig broeikasgas helpen compenseren door koolstof op te slaan in een bruikbaar materiaal Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Rice University lanceert Rice Synthetic Biology Institute om levens te verbeteren Januari 12th, 2024

ontdekkingen

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Mededelingen

Onderzoekers ontwikkelen een techniek om in water oplosbare nanoclusters van legeringen te synthetiseren Januari 12th, 2024

Licht en elektronen overbruggen Januari 12th, 2024

Ontwikkeling van zinkoxide nanopagode-array foto-elektrode: foto-elektrochemische watersplitsende waterstofproductie Januari 12th, 2024

Interviews / Boekbesprekingen / Essays / Rapporten / Podcasts / Journals / White papers / Posters

Gefocuste ionenbundeltechnologie: één enkel hulpmiddel voor een breed scala aan toepassingen Januari 12th, 2024

‘Plotselinge dood’ van kwantumfluctuaties tart huidige theorieën over supergeleiding: studie daagt de conventionele wijsheid van supergeleidende kwantumovergangen uit Januari 12th, 2024

Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
Bron: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57443