В прорыв новом исследовании, ученые и инженеры из Университета Миннесоты электрически превратили в изобилии и недорогая немагнитный материал сульфид железа, также известного как «золото дураков» или Пирита, в магнитный материал.
Это первый раз, когда ученые либо электрически превращается совершенно немагнитного материала в магнитный один, и это может стать первым шагом в создании новых магнитных материалов на более энергоэффективные запоминающих устройств ЭВМ.
Исследование опубликовано в наука развивается, рецензируемый научный журнал, издаваемый Американской ассоциацией содействия развитию науки (AAAS).
«Большинство людей, знающих в магнетизм, вероятно, сказать было невозможно электрически превратить немагнитного материала в магнитный один. Когда мы заглянули немного глубже, однако, мы видели, как потенциальный маршрут, и сделали это произойдет», — сказал Крис Лейтон, ведущий исследователь на исследовании и Университета Миннесоты заслуженный профессор Университета Макнайта в Департаменте химической инженерии и материаловедения.
Лейтон и его коллеги, в том числе Эрай Aydil в Нью-Йоркском университете и Лора Гаглиарди (химии) в Университете Миннесоты, изучала сульфид железа, или ‘Золото дураков, для более чем десяти лет для возможного использования в солнечных батареях. Серы, в частности, является очень обильным и недорогим побочным продуктом нефтедобычи. К сожалению, ученые и инженеры еще не нашли способ, чтобы сделать материал достаточно эффективными, чтобы реализовать низкой стоимости, землю-в изобилии солнечных батарей.
«Мы действительно вернулись в сульфид железа материал, чтобы попытаться выяснить фундаментальные препятствия к дешевым, нетоксичным солнечных батарей», — сказал Лейтон. «Между тем, в моей группе был также работать в развивающейся области magnetoionics где мы стараемся использовать электрическое напряжение для контроля магнитных свойств материалов для потенциальных применений в магнитных устройствах хранения данных. В какой-то момент мы поняли, что должны быть объединение этих двух научных направлений, и это окупилось.»
Лейтон сказал, что их целью было манипулировать магнитными свойствами материалов только с напряжением, с очень небольшой электрический ток, что важно, чтобы сделать магнитные устройства более энергоэффективными. Достигнутый к настоящему времени прогресс был включен включение и выключение ферромагнетизм, наиболее технологически важной формой магнетизма, в других типах магнитные материалы. Сульфид железа, тем не менее, предлагается перспектива потенциально электрически наводить ферромагнетизм в совершенно немагнитного материала.
В исследовании ученые использовали технику, называемую электролитом стробирования. Они взяли немагнитных сульфидов железа материал и поместить его в устройство в контакте с ионным раствором, или электролита, сопоставимое с «Гаторейд». Они затем наносится всего 1 вольт (меньшее напряжение, чем батарея домочадца), перемещаются положительно заряженные молекулы для взаимодействия между электролитом и сульфид железа, и наведенный магнетизм. Главное, они смогли отключить напряжение и вернуть материал в его немагнитном состоянии, что означает, что они могут обратимо переключателя магнетизма включено и выключено.
«Мы были очень удивлены, это сработало», — сказал Лейтон. «Путем прикладывать напряжение, то по сути залить электронов в материал. Получается, что если вы получаете достаточно высокую концентрацию электронов, материал хочет спонтанно становятся ферромагнитными, что нам удалось разобраться с теорией. Это имеет большой потенциал. Проделав это с сульфид железа, то думаю, мы можем сделать это с другими материалами, а также.»
Лейтон сказал, что они никогда не представлял бы попробовать этот подход, если бы не исследования изучение своей команды сульфид железа для солнечных батарей и работа на magnetoionics.
«Это было идеальное совпадение двух направлений исследований», — сказал он.
Сказал Лейтон следующий шаг-продолжать исследования, чтобы повторить процесс при более высоких температурах, что предварительные данные команды предполагают, безусловно, должно быть возможно. Они также надеются, чтобы попробовать процесс с другими материалами и продемонстрировать потенциал для реальных устройств.
почувствуйте разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!