محققان پیچیدگی مغناطیسی مهندسی در آهنرباهای نازک اتمی را گزارش کردند.
از آنجایی که اکثر رایانه ها از آهنربا برای ذخیره اطلاعات استفاده می کنند، یافتن آهنرباهای نازک تر کلید لوازم الکترونیکی سریع تر و سبک تر است. در حالی که گرافن، ماده ای به ضخامت اتم، به خودی خود مغناطیسی نیست، کشف آن باعث علاقه مندی به جستجوی آهنرباهای نازک اتمی شد.
در سال 2017، دانشمندان یک ماده مغناطیسی بسیار نازک با ضخامت تنها سه اتم یا یک واحد اتمی کشف کردند. اما این ماده که تری یدید کروم نامیده می‌شود، دارای آرایش مغناطیسی ساده‌ای بود - چرخش الکترون‌ها در ماده که همگی در یک جهت، بالا یا پایین تراز شده‌اند - که به این معنی است که قادر به ذخیره مقادیر زیادی اطلاعات نیست.
اکنون لیو یانگ ژائو، فیزیکدان دانشگاه میشیگان، و تیمش راهی برای ایجاد آرایش پیچیده تری از گشتاور مغناطیسی در تری یدید کروم ایجاد کرده اند که به این ماده نازک اتمی اجازه می دهد اطلاعات بیشتری را ذخیره کند و احتمالاً اطلاعات را سریعتر پردازش کند. نتایج آنها در ظاهر می شود فیزیک طبیعت.
با گذشت زمان، مردم شروع به جستجوی اندازه‌های کوچک‌تر و اشکال پیچیده‌تر آهنربا کردند تا رایانه‌ها و وسایل الکترونیکی ما کوچک‌تر، نازک‌تر و سریعتر شوند. برای انجام این کار، موادی که داده‌ها را ذخیره می‌کنند یا اطلاعات را پردازش می‌کنند نیز باید کوچک‌تر و کوچک‌تر شوند، در حالی که شکل‌های مغناطیسی آنها باید بیشتر و عجیب‌تر شود.»
«در مواد بسیار بزرگ و حجیم، مردم انواع اشکال مغناطیسی به نام بافت‌های دوار را پیدا می‌کنند. بنابراین در این ماده بسیار نازک، پرسیدیم: آیا می‌توانیم این نوع بافت‌های پیچیده چرخان را نیز ایجاد کنیم تا بتوانیم اطلاعات بیشتری را ذخیره کنیم؟
پیچیدگی مغناطیسی
برای انجام این کار، ژائو و تیمش با پاره کردن تکه های میکرونی (یک میلیونیم متر) تری یدید کروم، یک نمونه مصنوعی ساختند. ورقه های تری یدید کروم دو لایه هستند، به این معنی که ضخامت ماده دو واحد اتمی یا شش اتم است. سپس یک تکه را روی یکی دیگر گذاشتند و کمی آن را پیچاندند.
هر پوسته از یک ساختار شبکه کریستالی تشکیل شده است و هنگامی که یک ساختار روی دیگری قرار می گیرد و کمی چرخش می یابد، ساختارهای کریستالی با یکدیگر تداخل پیدا می کنند و یک ساختار تناوبی با طول موج بیشتر را تشکیل می دهند. این همچنین یک عدم تطابق زاویه ای بین دو مقیاس ایجاد می کند و منجر به ایجاد یک ابرشبکه شبکه طولانی تر به نام ابرشبکه مور می شود.
به یک موج آب فکر کنید. ضربان یک موج برابر با یک نقطه است. اما در این موج، آب در واقع به جلو حرکت نمی کند. در عوض، مولکول های آب در یک مکان بالا و پایین می روند. وقتی انرژی بیشتری به موج اضافه می شود، موج بالاتر می رود.
به همین ترتیب، وقتی ساختارهای کریستالی روی هم قرار می گیرند، طول موج آنها دو برابر می شود. سپس به دلیل چرخش اندک بین دو لایه، اتم های لایه بالایی ماده کمی توسط اتم های لایه پایینی ماده نزدیک به مرکز چرخش جابجا می شوند. این بیشتر باعث ایجاد یک اثر آبشاری اتمهای جابجا شده در لایه مضاعف شده مواد می‌شود که در سراسر لایه‌های انباشته در امتداد طول موج مویر تکرار می‌شود.
ژائو گفت که این منجر به دو تغییر افراطی در ساختار می شود. وقتی اتمهای کروم در یک لایه دقیقاً در مرکز اتمهای کروم در لایه دیگر قرار می‌گیرند، چرخش آنها در یک جهت است. هنگامی که آنها یک سوم فاصله بین نزدیکترین اتمهای کروم همسایه هستند، چرخش آنها در جهت مخالف است. سپس بین این دو حوزه، نوبت آنها ناامید می شود، بدون اینکه بدانند کدام یک از این دو راه را دنبال کنند و می توانند ترتیبات جدیدی را ایجاد کنند. سپس، برای مثال، آنها می توانند مارپیچی شوند. انواع مختلف جهت گیری چرخش در یک ماده، امکانات بیشتری را برای ذخیره اطلاعات ایجاد می کند.
چرخاندن با نوار
برای کار با چنین مواد فوق‌العاده نازک و ظریفی، این گروه از مجموعه‌ای از میکرومانیپلاتورهای خودکار زیر یک میکروسکوپ نوری استفاده می‌کند که در جعبه‌ای پر از نیتروژن با خلوص فوق‌العاده که بی‌اثر است و با موادی که محققان در حال مطالعه هستند برهم‌کنش نمی‌کند، قرار می‌گیرد.
محققان از یک براکت خانگی ساده - نوار - برای جدا کردن یک لایه دو بعدی از مواد و چاپ آن بر روی بستری از سیلیس استفاده می کنند، تکنیکی که توسط برندگان جایزه نوبل فیزیک در سال 2010 ایجاد شد. با استفاده از یک میکروسکوپ نوری برای مشاهده این روش، محققان مجموعه ای از بازوهای مکانیکی را زیر نظر می گیرند تا یک لایه از مواد را بلند کنند، آن را کمی بپیچانند و دوباره روی لایه دیگر مواد قرار دهند.
"اهمیت کار ما این است که در این آهنرباهای بسیار نازک نشان دهیم که می‌توانیم با انجام این نوع چرخش بافت چرخشی برای معرفی ابرشبکه‌های مویر طراحی کنیم. ژائو می‌گوید: آرایش‌های چرخشی مختلف می‌توانند خواص فیزیکی کاملاً متفاوتی را به مواد مغناطیسی که ما مطالعه می‌کنیم بدهد.
در مقایسه با بسیاری از مواد حجیم سه بعدی، آرایش اتمی توسط شیمی در طول رشد تعیین می شود: شما نمی توانید آنقدر تغییر دهید یا دستکاری کنید. اما در اینجا، با تغییر این زاویه چرخش بین دو لایه برای تغییر فاصله نسبی بین اتم‌ها، آزادی طراحی و کنترل خواص مغناطیسی در ابرشبکه‌های دوبعدی مویر را داریم.
نویسندگان همکار از دانشگاه میشیگان، دانشگاه فنی تگزاس و دانشگاه رنمین چین هستند.
منبع: دانشگاه میشیگان
[ad_2]
مقالات مشابه
- دموکراتیک رای دهندگان در تگزاس و کالیفرنیا مشاهده سوسیالیسم مطلوب تر از سرمایه داری, نظرسنجی جدید نشان می دهد
- استنلی هو ساخته شده است که ماکائو را قمار صنعت می میرد در 98
- کانادا تعلیق معاهده استرداد با هنگ کنگ بیش از امنیتی جدید قانون
- دوستان می گویند سالمندان معترض راندند توسط بوفالو پلیس کاتولیک فعال صلح نه Antifa
- فضانوردان به ISS با وجود همه گیر
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- نیویورک coronavirus غرق 500 اما کومو سهام برخی از 'خبر خوب'
- ترجمه تخصصی متون حقوقی
- ووهان آزمون 10 میلیون نفر برای coronavirus می یابد 300 موارد بدون علامت
- بیش از 40 میلیون آمریکایی که در زمینه نرخ بیکاری در طول coronavirus بحران