Ученые открывают новый тип магнита

Прочитано: 766 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Команда ученых обнаружила первый надежный пример магнита нового типа, который обещает повысить производительность технологий хранения данных.

Этот «синглетный» магнит отличается от обычных магнитов, в которых маленькие магнитные составляющие выравниваются друг с другом, создавая сильное магнитное поле . В отличие от этого, недавно открытый магнит на основе синглета имеет поля, которые появляются и исчезают, что приводит к нестабильной силе, но также и поле, которое потенциально обладает большей гибкостью, чем обычные аналоги.

«В настоящее время проводится много исследований по использованию магнитов и магнетизма для улучшения технологий хранения данных», — объясняет Эндрю Рэй, доцент кафедры физики в Нью-Йоркском университете, который возглавлял исследовательскую группу. «Синглетные магниты должны иметь более внезапный переход между магнитной и немагнитной фазами. Вам не нужно делать столько, чтобы материал переключался между немагнитным и сильно магнитным состояниями, что может быть полезным для энергопотребления. и скорость переключения внутри компьютера.

«Существует также большая разница в том, как этот вид магнетизма сочетается с электрическими токами. Электроны, попадающие в материал, очень сильно взаимодействуют с нестабильными магнитными моментами, а не просто проходят через них. Следовательно, возможно, что эти характеристики могут помочь с узкими местами производительности и позволяют лучше контролировать информацию, хранящуюся в магнитном поле «.


В работе, опубликованной в журнале Nature Communications , также участвовали исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, Национального института стандартов и технологий, Университета Мэриленда, Университета Рутгерса, Брукхейвенской национальной лаборатории, Университета Бингемтона и Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса.

Идея создания этого типа магнита восходит к 1960-м годам, основываясь на теории, которая резко контрастировала с тем, что давно было известно об обычных магнитах.

Типичный магнит содержит множество крошечных «магнитных моментов», которые синхронизированы с другими магнитными моментами, и все они действуют в унисон, создавая магнитное поле. Воздействие этого узла на тепло устранит магнетизм; эти маленькие моменты останутся — но они будут указывать в случайных направлениях, больше не выровненные.

Напротив, новаторская мысль 50 лет назад утверждала, что материал, в котором отсутствуют магнитные моменты, все еще может быть магнитом. Ученые отмечают, что это кажется невозможным, но это работает из-за своего рода временного магнитного момента, называемого «спиновым экситоном», который может возникать, когда электроны сталкиваются друг с другом в правильных условиях.

«Один спиновый экситон имеет тенденцию исчезать в короткие сроки, но когда их много, теория предполагает, что они могут стабилизировать друг друга и катализировать появление еще большего количества спиновых экситонов в виде каскада», — объясняет Рэй.

В исследованиях Nature Communications ученые стремились раскрыть это явление. Несколько кандидатов были найдены начиная с 1970-х годов, но всех было трудно изучить, так как магнетизм стабилен только при чрезвычайно низких температурах.

Используя рассеяние нейтронов , рентгеновское рассеяние и теоретическое моделирование, исследователи установили связь между поведением гораздо более надежного магнита USb2 и теоретическими характеристиками магнитов на синглетной основе.

«Этот материал был настоящей загадкой в ​​течение последних нескольких десятилетий — способы, которыми магнетизм и электричество общаются друг с другом внутри него, как известно, были причудливыми и только начинают обретать смысл с этой новой классификацией», — отмечает Лин Мяо, NYU постдокторант и первый автор статьи.

В частности, они обнаружили, что USb2 содержит критические компоненты для этого типа магнетизма — в частности, квантово- механическое свойство, называемое «Hundness», которое определяет, как электроны генерируют магнитные моменты. Недавно было показано, что Hundness является решающим фактором для ряда квантово-механических свойств, включая сверхпроводимость.

Ученые открывают новый тип магнита



Новости партнеров

Загрузка...