Nanotehnologija zdaj - Sporočilo za javnost: Znanstveniki uporabljajo toploto za ustvarjanje transformacij med Skyrmions in Antiskyrmions

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Domov > Pritisnite > Znanstveniki uporabljajo toploto za ustvarjanje transformacij med skyrmioni in antiskyrmioni

Povzetek:
V poskusu, ki bi lahko pomagal pri razvoju novih naprav za spintroniko z nizko porabo energije, so raziskovalci iz RIKEN-a in sodelavci uporabili toploto in magnetna polja za ustvarjanje transformacij med vrtinčnimi teksturami – magnetnimi vrtinci in antivorteksi, znani kot skyrmions in antiskyrmions – v enem kristalnem tankem ploščna naprava. Pomembno je, da so to dosegli pri sobni temperaturi.

Znanstveniki uporabljajo toploto za ustvarjanje transformacij med skyrmioni in antiskyrmioni

Wako, Japonska | Objavljeno 12. januarja 2024

Skyrmioni in antiskyrmioni, ki so teksture, ki obstajajo v posebnih magnetnih materialih, ki vključujejo vrtenje elektronov v materialu, so aktivno področje raziskav, saj bi jih lahko na primer uporabili za pomnilniške naprave naslednje generacije, pri čemer skyrmioni delujejo kot " 1” bit in antiskyrmions bit “0”. V preteklosti so jih znanstveniki lahko premikali na različne načine in s pomočjo električnega toka ustvarjali transformacije med njimi. Ker pa sedanje elektronske naprave porabljajo električno energijo in proizvajajo odpadno toploto, so se raziskovalci v skupini, ki jo vodi Xiuzhen Yu iz Centra za znanost o nastajajočih snoveh RIKEN, odločili ugotoviti, ali bi lahko našli način za ustvarjanje transformacij z uporabo toplotnih gradientov.

Yu pravi: »Ker se približno dve tretjini energije, ki jo proizvedejo elektrarne, avtomobili, sežigalnice in tovarne, izgubi kot toplota, smo mislili, da bi bilo pomembno poskusiti ustvariti transformacije med skyrmions in antiskyrimions – kar je bilo prej storjeno z uporabo električnega toka - z uporabo toplote."

Za izvedbo raziskave, objavljene v Nature Communications, so raziskovalci uporabili fokusirani ionski žarek - izjemno natančen sistem izdelave - za ustvarjanje mikronaprave iz velikega monokristalnega magneta (Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P, sestavljenega iz železa, atome niklja, paladija in fosforja, nato pa uporabil Lorentzovo vrstično mikroskopijo - napredno metodo za preučevanje magnetnih lastnosti materialov na zelo majhnih merilih.

Ugotovili so, da ko je bil temperaturni gradient uporabljen na kristalu hkrati z magnetnim poljem pri sobni temperaturi, so se antiskirmioni v njem najprej spremenili v netopološke mehurčke – nekakšno prehodno stanje med skyrmioni in antiskirmioni – in nato v skirmione. , saj se je temperaturni gradient dvignil. Nato so ostali v stabilni konfiguraciji kot skyrmions, tudi ko je bil toplotni gradient odpravljen.

To je bila ugotovitev v skladu s teoretičnimi pričakovanji, vendar je druga ugotovitev presenetila skupino. Po besedah Fehmija Samija Yasina, podoktorskega raziskovalca v Yujevi skupini, "smo bili presenečeni, ko smo ugotovili, da je toplotni gradient, ko magnetno polje ni bilo uporabljeno, vodil do transformacije iz skyrmionov v antiskyrmions, ki so prav tako ostali stabilni v materialu."

»Pri tem je zelo vznemirljivo,« nadaljuje, »da to pomeni, da bi lahko uporabili toplotni gradient – v bistvu z uporabo odpadne toplote – za poganjanje transformacije med skyrmioni in antiskyrmioni, odvisno od tega, ali je uporabljeno magnetno polje ali ne. Posebej pomembno je, da nam je to uspelo pri sobni temperaturi. To bi lahko odprlo pot novi vrsti naprav za shranjevanje informacij, kot so obstojne pomnilniške naprave, ki uporabljajo odpadno toploto.

Yu pravi: »Zelo smo navdušeni nad njegovo ugotovitvijo in nameravamo nadaljevati z našim delom za manipulacijo skyrmionov in antiskyrmionov na nove in učinkovitejše načine, vključno s toplotnim nadzorom gibanja antiskyrmionov, s ciljem izdelave dejanskih termospintronic in drugih spintronic naprav. ki bi jih lahko uporabljali v vsakdanjem življenju. Za izdelavo boljših naprav moramo temeljito raziskati različne zasnove in geometrije naprav.«

####

Za več informacij kliknite tukaj

Kontakt:
Jens Wilkinson
RIKEN
Pisarna: 81-484-621-424

Avtorske pravice © RIKEN

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek: