Ang Paghahanap ng Kakaibang Skyrmion Phenomena ay Nabigo, Ngunit Kakaibang Nakahanap ng kuwintas na may Mga Magnetic Bead

Sa kanilang paghahanap para sa isang bihirang nakikita na tekstong pang-magnetic spin, natuklasan ng mga physicist ang isa pang bagay na nakatago sa istraktura ng ultrathin magnetic films, na may kanya-kanyang katangian at kung ano ang tinatawag nilang disproportionate spin kristal.

  • Warwick University itinakda ng mga physicist upang maghanap ng Skyrmions, upang makahanap lamang ng isang halos magkaparehong bagay na may mga natatanging katangian na tinawag nilang hindi katimbang na spin kristal.
  • Ang mga siyentipiko ay naghanap ng mga palatandaan ng magnetic spin texture sa mga ultrafine na materyales na kaunting mga atomo lamang ang makapal.
  • Ang mga pisiko ay nagpapakita ng malaking interes sa potensyal ng Skyrmions, na madalas na napansin ng hindi sigurado, sama-sama na mga sukat ng elektrisidad.
  • Ang bagong tuklas na ito ay maaaring magbigay daan para sa isang bagong pundasyon para sa mga teknolohiya sa memorya at pag-iimbak ng computer.
Hindi tamang Spin Crystal

Sinukat na modelo ng patlang ng phase na ‘hindi katimbang na spin kristal’. Kredito: University of Warwick

Sa kanilang paghahanap para sa isang bihirang nakikita na tekstong pang-magnetic spin, natuklasan ng mga physicist ang isa pang bagay na nakatago sa istraktura ng ultrathin magnetic films, na may kanya-kanyang katangian at kung ano ang tinatawag nilang disproportionate spin kristal.

Isang koponan mula sa University of Warwick ang nag-ulat ng mga natuklasan sa journal Komunikasyon sa Kalikasanmagbubukas ng mga bagong posibilidad para sa mga teknolohiya tulad ng memorya ng computer at pag-iimbak.

Ang mga mananaliksik ay una nang nagsimulang maghanap ng Skyrmion, isang umiikot na magnetic spin texture na umiikot ayon sa teorya na umiiral ito sa ilang mga magnetikong materyales at nakakaakit ng labis na interes sa mga physicist para sa natatanging mga katangian at potensyal na potensyal na imbakan ng enerhiya na may lakas. Upang hanapin ito, hahanapin ng mga siyentista ang abnormal na pag-uugali ng Hall effect; Ito ay sanhi ng mga electron na dumadaan sa isang kondaktibong materyal na kumilos nang iba kapag sinusukat sa paglaban.

Upang mapukaw ang epektong ito, lumikha ang koponan ng mga sample sa pamamagitan ng pagsasama ng isang sobrang manipis na film ng materyal na ferroelectric, humantong sa titanate na may isang ferromagnet, isa pang manipis na pelikula ng strontium ruthenate. Ang mga layer na ito ay atomically flat at lima hanggang anim na unit cells (3 nanometers) lamang ang makapal.

Di-katimbang na Pag-ikot ng Crystal Simulated Domain Model

Simulate na modelo ng patlang ng phase na ‘hindi katimbang na spin kristal’. Kredito: University of Warwick

Ang layer ng ferroelectric ay baluktot ang istraktura ng atomic ng ferromagnet, na lumilikha ng isang electric field na binabaluktot ang mahusay na proporsyon nito. Gamit ang atomic Precision electron microscopy, sinukat nila ang simetrya na pagkasira at nasusukat din ang paglaban ng elektrikal ng materyal nang paisa-isa at kumpirmahin ang pagkakaroon ng mga tampok na katulad ng Topological Hall na epekto tulad ng inaasahan mula sa isang Skyrmion.

Nang maglaon, ginamit ng mga mananaliksik ang Magnetic Force Mikroskopyo upang pag-aralan ang topolohiya ng istrakturang atomic ng materyal; Lumikha ito ng isang sala-sala batay sa mga parihaba, hindi mga hexagon tulad ng inaasahan nila. Sa loob ng lattice na ito ay may mga magnetic field kung saan matatagpuan ang Skyrmions bilang indibidwal, nakahiwalay na mga particle. Sa halip, ang mga lugar na ito ay nabuo nang mas katulad ng mga kuwintas sa isang string o kuwintas, na may mga kuwintas na hindi kailanman nabuo ng isang perpektong bilog.

Ang pinuno ng may-akda na si Sam Seddon, isang mag-aaral ng doktor sa Physics Department sa University of Warwick, ay nagsabi: “Kapag suriing mabuti ang mga imahe, napagtanto mong hindi ito katulad ng isang Skyrmion.

Marin alexe

Propesor Marin Alexe ng Kagawaran ng Physics ng Unibersidad ng Warwick. Kredito: University of Warwick

“Ang Skyrmion ay nagdudulot ng sarili nitong kumplikadong epekto sa Hall, at kapag naobserbahan ang mga katulad na epekto sa pagtingin, madalas itong itinuturing na isang lagda ng Skyrmion. Natagpuan namin ang isang napaka-regular na istraktura ng lugar, tulad ng isang Skyrmion cage na bubuo, ngunit ang mga ito ay hindi lamang napanatili ang chirally at topologically. Ang ipinapakita nito sa ebidensya ng tunay na space imaging ay hindi mo kailangan ng isang topological na patlang upang maging sanhi ng ganitong uri ng Hall effect. “

Ang mga materyales na Ferroelectric at ferromagnetic ay mahalaga para sa mga teknolohiya tulad ng memorya ng computer at pag-iimbak. Halimbawa, ang mga materyales na halos kapareho ng lead titanate ay madalas na ginagamit sa memorya ng computer, sa mga elektronikong sistema sa mga kotse, dahil sa kanilang katatagan at kakayahang gumana sa matinding temperatura.

Ang co-author na si Propesor Marin Alexe mula sa University of Warwick ay nagsabi: “May interes sa gayong mga interface sa pagitan ng mga materyales na ferroelectric at ferromagnet, tulad ng mga bagong uri ng memorya ng computer. Dahil ang ferroelectric polariseysyon ay maaaring permanenteng mabago, binabago nito ang epekto ng dami sa isang ferromagnet at mabibigyan kami nito ng direksyon para sa mga materyales para sa susunod na mga computer na kabuuan. Mangangailangan ang mga ito ng matatag na materyales na nagpapatakbo ng matinding temperatura, kumonsumo ng mababang lakas at maaaring mag-imbak ng impormasyon sa mahabang panahon, kaya narito ang lahat ng mga materyales.

Ang Topology ay ang pagbabago sa totoong buhay ng ilang mga konsepto ng matematika at kasalukuyang nasa gitna ng mga bagong tuklas sa pisika. Sa University of Warwick, mula sa isang teoretikal na pananaw, mayroon kaming isang pambihirang at sopistikadong background na nagbibigay-daan sa amin upang malutas ang isang problema mula sa pagtingin sa istraktura ng atomic, mga katangian ng pag-andar sa matinding temperatura at mga patlang, lalo na ang mga magnetic field. Maaari naming ibigay ang mga inhinyero sa batayan para sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya. “

Sanggunian: “Totoong pagmamasid sa puwang ng magnetic spin kristal na ferroelectrically sapilitan sa SrRuO3“Ni SD Seddon, DE Dogaru, SJR Holt, D. Rusu, JJP Peters, AM Sanchez at M. Alexe, Komunikasyon sa Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22165-5

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.