Tech

มีการค้นพบรูปแบบแม่เหล็กที่แปลกใหม่

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ได้ค้นพบรูปแบบแม่เหล็กที่แปลกใหม่ในคริสตัลใหม่ รูปแบบของแม่เหล็กที่แปลกใหม่นี้เชื่อมโยงกับอิเล็กตรอนประเภทที่แปลกใหม่เท่าเทียมกัน โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นเอกลักษณ์ของคริสตัลสร้างและปกป้องแม่เหล็ก

โครงสร้างที่ผิดปกติของวัสดุนำไฟฟ้า แต่ทำให้อิเล็กตรอนของคริสตัลมีพฤติกรรมเป็นอนุภาคไร้มวล อิเล็กตรอนส่งเสริมการก่อตัวของเกลียวแม่เหล็ก

การศึกษาเผยให้เห็นความเชื่อมโยงระหว่างวัสดุ อิเล็กตรอนที่ไหลผ่านเป็นกระแส และสนามแม่เหล็กของวัสดุ .

ในการศึกษาของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษากึ่งโลหะที่ทำจากซิลิกอนและโลหะอลูมิเนียมและนีโอไดเมียม องค์ประกอบเหล่านี้มารวมกันเป็นผลึก ซึ่งหมายความว่าอะตอมขององค์ประกอบนั้นถูกจัดเรียงในรูปแบบการทำซ้ำปกติ

อย่างไรก็ตาม คริสตัลแบ่งสมมาตรผกผัน หมายความว่ารูปแบบการทำซ้ำจะแตกต่างกัน ด้านหนึ่งของหน่วยเซลล์ของคริสตัล—หน่วยสร้างที่เล็กที่สุดของผลึกขัดแตะ—กว่าอีกด้านหนึ่ง การจัดเรียงนี้จะทำให้อิเล็กตรอนไหลผ่านคริสตัลได้เสถียร ซึ่งทำให้เกิดพฤติกรรมที่ผิดปกติในสนามแม่เหล็ก

ความคงตัวของอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่ามีความสม่ำเสมอในทิศทางของการหมุน เซมิเมทัลได้หักสมมาตรที่เปลี่ยนอิเล็กตรอนที่ไหลเป็นอิเล็กตรอนของ Weyl อิเล็กตรอนของ Weyl มีการหมุนในทิศทางที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่หรือไปในทิศทางตรงกันข้าม การล็อกอิเล็กตรอนของ Weyl นี้หมุนไปในทิศทางของการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นโมเมนตัมทำให้เกิดพฤติกรรมแม่เหล็กที่หายากของ semimetal

อะตอมทั้งหมดในวัสดุนำไฟฟ้าทำให้เป็นขั้นตอนสำหรับอิเล็กตรอนขณะที่พวกมันกระโดดจาก อะตอมสู่อะตอม อย่างไรก็ตาม มีเพียงอะตอมนีโอไดเมียม (Nd) เท่านั้นที่แสดงถึงความเป็นแม่เหล็ก เนื่องจากความอ่อนไหวต่ออิทธิพลของอิเล็กตรอน Weyl การหมุนของอะตอม Nd จึงเกิดความสงสัย

Collin Broholm นักฟิสิกส์จาก Johns Hopkins University ซึ่งเป็นผู้นำการทดลองที่ NIST Center for การวิจัยนิวตรอน (NCNR), กล่าวว่า , “วิธีง่ายๆ ในการจินตนาการว่ามันคือการหมุนของอะตอม Nd แรกที่ชี้ไปที่ 12.00 น. ถัดมาเป็น 4 โมงเย็น จากนั้นตีสามถึง 8 โมงเช้า จากนั้นรูปแบบจะทำซ้ำ ‘พื้นผิว’ สปินที่สวยงามนี้ถูกขับเคลื่อนโดยอิเล็กตรอน Weyl ขณะที่พวกมันเยี่ยมชมอะตอม Nd ที่อยู่ใกล้เคียง”

“ วงก้นหอยแต่ละวงคือ มีความยาวประมาณ 150 นาโนเมตร และเกลียวจะปรากฏที่อุณหภูมิเย็นต่ำกว่า 7 K เท่านั้น มีวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพคล้ายคลึงกันซึ่งทำงานที่อุณหภูมิห้องและอาจถูกควบคุมเพื่อสร้างอุปกรณ์หน่วยความจำแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพ”

“เทคโนโลยีหน่วยความจำแม่เหล็ก เช่น ฮาร์ดดิสก์มักต้องการให้คุณสร้างสนามแม่เหล็กเพื่อให้มันทำงาน ด้วยวัสดุประเภทนี้ คุณสามารถเก็บข้อมูลได้โดยไม่ต้องใช้หรือตรวจจับสนามแม่เหล็ก การอ่านและเขียนข้อมูลทางไฟฟ้านั้นรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น”

“โดยพื้นฐานแล้วเราอาจ สามารถสร้างวัสดุที่หลากหลายซึ่งมีลักษณะการหมุนภายในที่แตกต่างกัน—และบางทีเราก็มีอยู่แล้ว ในฐานะชุมชน เราได้สร้างโครงสร้างแม่เหล็กจำนวนมากที่เราไม่เข้าใจในทันที เมื่อได้เห็นลักษณะพิเศษของสนามแม่เหล็กที่มีสื่อกลาง Weyl ในที่สุดเราก็สามารถเข้าใจและใช้โครงสร้างแม่เหล็กที่แปลกใหม่ดังกล่าวได้”

อ้างอิงวารสาร:
  1. Gaudet, J. et al. สนามแม่เหล็กแบบขดลวดที่มีสื่อกลาง Weyl ใน NdAlSi แนท. มาเตอร์ (2021). ดอย:

10.1038/s41563-021-01062-8

จังหวัดตรังủ ธุรกิจ

  • อาหาร
  • ไลฟ์สไตล์ เทค

  • การตลาดดิจิทัล (การตลาดดิจิทัล)
  • Back to top button