Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Rahsia spin elektron baru didedahkan

Anonim

Penyelidik dari Universiti Sains dan Teknologi Norway (NTNU) dan University of Cambridge di UK telah menunjukkan bahawa ia mungkin untuk menjana arus elektrik secara langsung dalam bahan magnet dengan berputar magnetisasinya.

iklan


Penemuan mendedahkan hubungan novel antara magnetisme dan elektrik, dan mungkin mempunyai aplikasi dalam elektronik.

Penjanaan arus elektrik yang ditunjukkan oleh penyelidik dipanggil caj pam. Mengepam caj menyediakan sumber frekuensi yang sangat tinggi yang berselang arus elektrik, dan pergantungan medan magnitud dan luaran magnetnya boleh digunakan untuk mengesan maklumat magnetik.

Oleh itu, penemuan itu boleh menawarkan cara-cara baru dan menarik untuk memindahkan dan memanipulasi data dalam peranti elektronik berdasarkan spintronics, sebuah teknologi yang menggunakan spin elektron sebagai asas untuk penyimpanan maklumat dan manipulasi.

Penemuan penyelidikan diterbitkan sebagai Penerbitan Atas Talian (AOP) pada laman web Alam Nanoteknologi pada 10 November 2014.

Spintronics telah dieksploitasi dalam penyimpanan data jisim magnet sejak penemuan kesan magnetoriti gergasi (GMR) pada tahun 1988. Bagi sumbangan mereka kepada fizik, penemu GMR dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 2007.

Asas spintronics ialah penyimpanan maklumat dalam konfigurasi magnet ferromagnets dan pembacaan melalui mekanisme pengangkutan yang bergantung pada spin.

"Kebanyakan kemajuan dalam spintronics telah menghasilkan pemanfaatan gandingan di antara spin elektron dan gerakan orbitnya, tetapi pemahaman kita tentang interaksi ini masih belum matang. Kita perlu tahu lebih banyak supaya kita dapat sepenuhnya meneroka dan mengeksploitasi kuasa-kuasa ini, " kata Arne Brataas, profesor di NTNU dan penulis yang berkaitan untuk kertas itu.

Satu elektron mempunyai spin, nampaknya putaran dalaman, sebagai tambahan kepada cas elektrik. Putaran boleh naik atau turun, merangkai putaran arah jam dan putaran lawan jam.

Arus spin tulen adalah arus cas dalam arah bertentangan untuk dua komponen spin dalam bahan.

Telah diketahui sejak sekian lama bahawa berputar magnetisasi dalam bahan magnet boleh menjana arus putaran tulen dalam konduktor bersebelahan.

Walau bagaimanapun, arus putaran tulen tidak dapat dikesan secara konvensional oleh voltmeter kerana pembatalan aliran caj yang berkaitan dalam arah yang sama.

Elemen penukaran tuduhan menengah kemudian perlu, seperti ferromagnet lain atau interaksi spin-orbit yang kuat, yang menyebabkan kesan Spin Hall.

Brataas dan kolaboratornya telah membuktikan bahawa dalam kelas kecil bahan ferromagnetik, penukaran caj berputar berlaku dalam bahan itu sendiri.

Arus spin yang dihasilkan dalam bahan tersebut secara langsung ditukar untuk mengenakan arus melalui interaksi spin-orbit.

Dalam erti kata lain, fungsi ferromagnet secara intrinsik sebagai penjana arus bolak yang dipacu oleh magnetisasi berputar.

"Fenomena ini adalah hasil daripada hubungan langsung antara elektrik dan magnetisme. Ini membolehkan kemungkinan teknik pengesanan nano-skala maklumat magnetik baru dan untuk penjanaan arus berselang-seli yang sangat tinggi, " kata Brindog.

Penjanaan dan modulasi arus frekuensi tinggi adalah peranti komunikasi wayarles pusat seperti telefon bimbit, modul WLAN untuk komputer peribadi, peranti Bluetooth dan radar kenderaan masa depan.

Pasukan penyelidikan juga termasuk para saintis dari Universiti Copenhagen; Institut Fizik ASCR, Republik Czech; Universiti California, Los Angeles; dan Agensi Sains dan Teknologi Jepun.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Sains dan Teknologi Norway (NTNU) . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Chiara Ciccarelli, Kjetil MD Hals, Andrew Irvine, Vit Novak, Yaroslav Tserkovnyak, Hidekazu Kurebayashi, Arne Brataas, Andrew Ferguson. Tangki Magnonic mengepam melalui gandingan spin-orbit . Alam Nanoteknologi, 2014; DOI: 10.1038 / nnano.2014.252