Как снежный человек и Лох-Несское чудовище, критических спиновых колебаний в магнитной системе не были запечатлены на пленку. В отличие от сказочного существа, эти колебания-которые тесно связаны модели спин электрона — действительно существуют, но они носят слишком случайный и бурный, чтобы увидеть в режиме реального времени.
Корнелла разработали новый метод визуализации, который быстро и достаточно чувствительными, чтобы наблюдать эти неуловимые критические флуктуации в двумерном магниты. Это в режиме реального времени визуализации позволяет исследователям контролировать колебания и переключатель магнетизма через «пассивный» механизм, который в конечном счете может привести к более энергоэффективные магнитные запоминающие устройства.
Радикальные Сотрудничества
Бумаги группы «визуализации и контроля критических колебаний в двумерных магниты», опубликованной 8 июня в природе материалов.
Соавтор старший авторов Кин фай Мак, доцент кафедры физики в колледже искусств и наук, и Цзе-Шань, профессор прикладной и инженерной физики в инженерный колледж. Оба исследователя являются членами Института Кавли в Корнельском для наноразмерной науки, и они пришли в Корнелл через наноразмерной науки проректора и микросистемной техники (далее нано) инициатива. Их общая лаборатория специализируется в физике атомарно тонких квантовых материалов.
Колебания намагниченности считаются «критическими», когда они происходят вблизи термодинамической критической точки, которая в момент, когда форма материи переходит в новую фазу, что приводит к разного рода необычным явлениям. Типичным примером является железо, которое теряет свои магнитные свойства при нагревании до высоких температур.
В этой критической области, или режим, колебания перестать вести себя случайным образом, и вместо того, чтобы стать высоко коррелированы.
«Если вы представьте, что все молекулы воздуха коррелируют, они движутся вместе в очень больших масштабах длины, как ветер», — сказал Chenhao Джин, постдокторант Института Кавли и ведущий автор газеты. «Вот что происходит, когда колебания становятся скоррелированными. Это может привести к драматическим эффектам в системе и в любом масштабе, потому что соотношение, в принципе, может идти до бесконечности. Колебания мы видим здесь, это спин или магнитный момент, колебаний».
Эти критические флуктуации намагниченности трудно увидеть, потому что они постоянно меняются и происходит в очень узком температурном диапазоне.
«Физики изучили магнитного фазового перехода на протяжении многих десятилетий, и мы знаем это явление легко наблюдается в двумерном системы», — сказал Мак. «Более того двумерной, чем магнит, который имеет только один слой атомов?»
Наблюдая сигнал от одного атомного слоя до сих пор представляет много проблем. Ученые использовали однослойные ферромагнитный диэлектрик, бромид хрома, который, как двумерная система имеет более широкий критический режим и более сильные колебания. Для того, чтобы увидеть эти колебания в режиме реального времени, исследователям понадобился метод, который был столь же быстро, с высоким пространственным разрешением и широким полем визуализации возможности.
Команда была в состоянии удовлетворить эти критерии с помощью света с очень чистом состоянии поляризации зонд монослоя и записывать чистый сигнал магнитного момента-это сила и ориентация Магнита, как это делает его спонтанным колебаниям.
Возможность захвата этого явления в реальном времени означает, что исследователи могут контролировать критические колебания в Магните, просто нанести небольшое напряжение и позволяя колебания переключаться между государствами. После того, как целевые государственные или значение было достигнуто, напряжение может быть отключено. Нет магнитного поля необходима для контроля колебаний, потому что они, по сути, загоняют себя. Это может привести к созданию магнитные запоминающие устройства, которые потребляют намного меньше энергии.
«Это принципиально разные понятия из активного магнитного состояния переключения, потому что это абсолютно пассивный,» Мак сказал. «Это переключение основанное на информации, полученной из измерений, а не активно управлять системой. Так это новая концепция, которая потенциально может сэкономить много энергии».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!