Generale

Proboj atomski tankih magneta nudi istraživačima iznenađujuću moć


Tim sa Univerziteta Cornell uspješno je manipulirao atomsko tankim magnetima električnim poljem, dajući nadu u znatno poboljšano skladištenje podataka za računarske čipove i drugu elektroniku.

Jie Shan, profesor primijenjene i inženjerske fizike, radio je na studiji zajedno sa svojim kolegom i docentom fizike Kin Fai Makom. Na studiji je sarađivao i postdoktorand Shengwei Jiang.

Svoj su razvoj zasnivali na radu Cornellovog fizičara Davida Mermina i njegovog postdoca Herberta Wagnera iz 1966. Wagner i Mermin su teoretizirali da 2D magneti ne bi mogli postojati ako bi okreti njihovih elektrona mogli usmjeravati u bilo kojem smjeru. Međutim, trebalo je do 2017. godine da su neki 2D materijali pokazali obećanje da će imati pravilno poravnanje okretaja. To je dovelo do nove porodice materijala - 2D van der Waals magneta.

Shan i Mak su se specijalizirali za atomski tanke materijale. Odlučili su nastaviti istraživati ​​ove nove magnete i istražiti potencijal koji njihove jedinstvene karakteristike mogu ponuditi tehnologiji.

"Ako se radi o rasutom materijalu, ne možete lako pristupiti atomima iznutra", rekao je Mak. "Ali ako je magnet samo jednosloj, možete mu puno učiniti. Možete na njega primijeniti električno polje, u njega staviti dodatne elektrone i to može modulirati svojstva materijala."

Istraživači su koristili hrom trijodid da bi utvrdili koliko oni mogu uticati na svojstva materijala. Primjenjuje se mala količina napona da se formira električno polje i kontrolira magnetizam 2D ​​smjese. To im je omogućilo da uključuju i isključuju magnetizam.

Dva atomska sloja hrom trijodida složila su tankom dielektrikom i elektrodama. Prema studiji, ovo je postalo uređaj s poljskim efektom koji je mogao promijeniti smjer vrtnje elektrona u slojevima hrom trijodida koristeći male napone na vratima. Tim je napomenuo da je postupak i reverzibilan i ponovljiv pod 57 stepeni Kelvina (-357 Fahrenheita ili -216 Celzijusa).

Otkriće bi moglo imati široko rasprostranjene implikacije na postojeću tehnologiju koja se već temelji na magnetnom prebacivanju, rekao je Shan. Trenutno magneti pronađeni u modernoj elektronici ne reagiraju na električno polje, već propuštanjem struje kroz zavojnicu. To stvara magnetsko polje koje zatim može uključiti i isključiti magnet. Cornellov tim ukazao je na neefikasnost procesa; struja istovremeno stvara toplinu i troši električnu energiju.

S druge strane, 2D hrom-trijodidni magneti mogu imati električno polje direktno primijenjeno na njih kako bi aktivirali prebacivanje s vrlo malo potrošene energije.

"Postupak je također vrlo učinkovit jer ako imate debljinu nanometra i primijenite samo jedan volt, polje je već 1 volt po nanometru. To je ogromno", rekao je Shan.

Tim će nastaviti s ispitivanjem mogućnosti 2D magneta. Takođe žele koristiti svoja istraživanja za izgradnju odnosa s drugim inženjerskim odjelima oko kampusa i van njega. Nadaju se da bi im partnerstvo s više naučnika i inženjera moglo pomoći u razvoju novih 2D materijala koji mogu raditi na sobnoj temperaturi, a ne na temperaturi ispod nule kroma trijodida.

"U određenom smislu, ono što smo ovdje pokazali više sliči konceptu uređaja", rekao je Mak. „Kada pronađemo pravu vrstu materijala koji može raditi na višim temperaturama, možemo odmah primijeniti ovu ideju na te materijale. Ali još nije tamo. "


Pogledajte video: Magneti od magnetne folije izrada (Oktobar 2021).