amerikali
Yeni Üye
Neredeyse herkes manyetizmanın iki tipik tipini bilir: tüm manyetik momentlerin hizalandığı ferromanyetizma (buzdolabı mıknatısı gibi) ve manyetik momentlerin birbirini iptal ettiği antiferromanyetizma. 2024'ün başlarında araştırmacılar bu ikisi arasında üçüncü bir form keşfettiler: altermanyetizma (“diğer manyetizma”). Nottingham Üniversitesi'nden bilim adamları, bilimsel dergi Nature'ın Aralık sayısında bildirdikleri gibi, artık manganez tellür (MnTe) malzemesindeki bu yeni manyetik fazı tespit edebildiler ve yüksek çözünürlüklü yöntemler kullanarak doğrudan gözlemleyebildiler. Bunun için İsveç'teki “Max IV” laboratuvarında deneyler yaptılar.
Reklamcılık
Nottingham Üniversitesi'nden Prof. Peter Wadley, bu özellikleri şöyle özetliyor: “Alter mıknatısları, komşularına anti-paralel olarak hizalanmış manyetik momentlerden oluşur. Ancak bu minik anları barındıran kristalin her bir parçası, kendisine göre bükülmüş durumdadır. Bu, bir bükülme ile antiferromanyetizma gibidir, ancak bu ince farkın geniş kapsamlı sonuçları vardır.”
Manyetik momentlerin (dönüşlerin) özel düzenlemesi nedeniyle malzeme herhangi bir dış mıknatıslanma göstermez ancak dahili olarak yeni teknik uygulamalar için ilgi çekici manyetik özelliklere sahiptir. Bilim insanlarına göre antik manyetik malzemelerin spin polarizasyonu, yüksek sıcaklıktaki süper iletkenlerinkine benzer. Bu özellik, harici bir manyetik alana ihtiyaç duymadan anormal Hall etkisi gibi yeni etkilerin gözlemlenmesine olanak tanır. Bu malzemeler büyük ölçüde dış manyetik alanlara karşı duyarsız olduğundan, elektrik yüküne ek olarak elektronların kendi açısal momentumunu (spin) bilgiyi işlemek için kullanan (spin elektroniği veya spintronik olarak adlandırılan) modern elektronik cihazlarda kullanım için idealdirler.
Bir diğer önemli avantaj ise, alternatif manyetik özellikler sergileyebilen olası malzemelerin geniş bir yelpazesidir: yalıtkanlardan yarı iletkenlere, metallere ve süper iletkenlere. Bu nedenle olası uygulamalar prensipte yeni elektronik bileşenlerin geliştirilmesinden, verimliliklerini ve sağlamlıklarını artırmak için spintronik cihazlara entegrasyona, kuantum bilgi teknolojisindeki topolojik olayların araştırılmasına ve kullanımına kadar uzanır. Alternatif manyetizmanın bu kadar farklı malzeme sınıflarında oluşabilmesi gerçeği, bu araştırma alanını gelecekteki teknolojik gelişmeler için özellikle umut verici kılmaktadır.
Deneysel görselleştirme
MnTe'deki yaş-manyetik düzeni ortaya çıkarmak için Wadley'in ekibi iki X-ışını yöntemini birleştirdi: dairesel X-ışını manyetik dikroizmi (XMCD) ve doğrusal X-ışını manyetik dikroizmi (XMLD). Nature makalesinde, bu yöntemlerin birlikte, alter manyetik sırasını karakterize eden alter mıknatıslanma vektörü L olarak adlandırılan şeyin yönünün 10 nanometreye kadar bir çözünürlükle belirlenmesini mümkün kıldığı belirtiliyor.
Araştırmacılar, kristalli malzemelerin kontrollü biriktirilmesine yönelik bir süreç olan moleküler ışın epitaksisini kullanarak 30 nanometre kalınlığındaki MnTe katmanlarını ürettiler. Katmanları altıgen ve üçgen şekillerde özel olarak yapılandırarak çeşitli alternatifmanyetik dokuların oluşumunu kontrol edebildiler. Ayrıca kendi ifadelerine göre, L vektörünün yönünü bireysel alanlarda özel olarak ayarlamak ve tek bir manyetik alanla mikro yapılar oluşturmak için manyetik alanlarda özel soğutma süreçlerini kullanabildiler.
Depolama elemanlarında olası uygulama
Bu tür yapılar, spintronikteki yeni alternatif manyetizma bazlı depolama elemanlarının temelini oluşturabilir. Ferromıknatıslara benzer şekilde, alter mıknatıslar da bilgilerin okunmasını ve yazılmasını sağlayan güçlü dönüş akımı etkileri sergiler. Araştırmacılara göre, geleneksel manyetik depolamaya göre daha hızlı geçiş süreleri de düşünülebilir. Makalenin ortak yazarlarından biri olan Oliver Amin, “Deneysel çalışmamız, teorik kavramlar ile bunların pratik uygulamaları arasında bir köprü kurarak, pratik uygulamalar için eski manyetik malzemelerin geliştirilmesine giden yolu işaret etmesini umuyoruz” diyor.
Alter manyetizması, 2020'de Libor Šmejkal liderliğindeki teorisyenler tarafından tahmin edildikten sonra, 2024'ün başlarında neredeyse aynı anda üç farklı malzemede deneysel olarak gösterildi. Wadley ve meslektaşları tarafından gösterilen antik manyetik durumların görüntülenmesi ve kontrollü üretimi, bu fenomene ve gelecek yıllardaki teknolojik kullanımına ilişkin daha fazla araştırmanın yolunu açıyor.
Güncelleme
15 Aralık 2024,
13:42
Saat
Forumda altermanyetizmanın ferrimanyetizma ile aynı olup olmadığı (ferromanyetizma ile karıştırılmamalıdır) sorusu gündeme geldi. Aslında bunlar benzer ancak farklı manyetik özelliklerdir: ferrimıknatıslar ölçülebilir bir makroskobik manyetik alan oluştururken, alternatif mıknatıslar manyetik momentleri tamamen iptal eder ancak özel elektronik özelliklere sahiptir.
Manyetizmayı değiştirin:
(vza)
Reklamcılık
Nottingham Üniversitesi'nden Prof. Peter Wadley, bu özellikleri şöyle özetliyor: “Alter mıknatısları, komşularına anti-paralel olarak hizalanmış manyetik momentlerden oluşur. Ancak bu minik anları barındıran kristalin her bir parçası, kendisine göre bükülmüş durumdadır. Bu, bir bükülme ile antiferromanyetizma gibidir, ancak bu ince farkın geniş kapsamlı sonuçları vardır.”
Manyetik momentlerin (dönüşlerin) özel düzenlemesi nedeniyle malzeme herhangi bir dış mıknatıslanma göstermez ancak dahili olarak yeni teknik uygulamalar için ilgi çekici manyetik özelliklere sahiptir. Bilim insanlarına göre antik manyetik malzemelerin spin polarizasyonu, yüksek sıcaklıktaki süper iletkenlerinkine benzer. Bu özellik, harici bir manyetik alana ihtiyaç duymadan anormal Hall etkisi gibi yeni etkilerin gözlemlenmesine olanak tanır. Bu malzemeler büyük ölçüde dış manyetik alanlara karşı duyarsız olduğundan, elektrik yüküne ek olarak elektronların kendi açısal momentumunu (spin) bilgiyi işlemek için kullanan (spin elektroniği veya spintronik olarak adlandırılan) modern elektronik cihazlarda kullanım için idealdirler.
Bir diğer önemli avantaj ise, alternatif manyetik özellikler sergileyebilen olası malzemelerin geniş bir yelpazesidir: yalıtkanlardan yarı iletkenlere, metallere ve süper iletkenlere. Bu nedenle olası uygulamalar prensipte yeni elektronik bileşenlerin geliştirilmesinden, verimliliklerini ve sağlamlıklarını artırmak için spintronik cihazlara entegrasyona, kuantum bilgi teknolojisindeki topolojik olayların araştırılmasına ve kullanımına kadar uzanır. Alternatif manyetizmanın bu kadar farklı malzeme sınıflarında oluşabilmesi gerçeği, bu araştırma alanını gelecekteki teknolojik gelişmeler için özellikle umut verici kılmaktadır.
Deneysel görselleştirme
MnTe'deki yaş-manyetik düzeni ortaya çıkarmak için Wadley'in ekibi iki X-ışını yöntemini birleştirdi: dairesel X-ışını manyetik dikroizmi (XMCD) ve doğrusal X-ışını manyetik dikroizmi (XMLD). Nature makalesinde, bu yöntemlerin birlikte, alter manyetik sırasını karakterize eden alter mıknatıslanma vektörü L olarak adlandırılan şeyin yönünün 10 nanometreye kadar bir çözünürlükle belirlenmesini mümkün kıldığı belirtiliyor.
Araştırmacılar, kristalli malzemelerin kontrollü biriktirilmesine yönelik bir süreç olan moleküler ışın epitaksisini kullanarak 30 nanometre kalınlığındaki MnTe katmanlarını ürettiler. Katmanları altıgen ve üçgen şekillerde özel olarak yapılandırarak çeşitli alternatifmanyetik dokuların oluşumunu kontrol edebildiler. Ayrıca kendi ifadelerine göre, L vektörünün yönünü bireysel alanlarda özel olarak ayarlamak ve tek bir manyetik alanla mikro yapılar oluşturmak için manyetik alanlarda özel soğutma süreçlerini kullanabildiler.
Depolama elemanlarında olası uygulama
Bu tür yapılar, spintronikteki yeni alternatif manyetizma bazlı depolama elemanlarının temelini oluşturabilir. Ferromıknatıslara benzer şekilde, alter mıknatıslar da bilgilerin okunmasını ve yazılmasını sağlayan güçlü dönüş akımı etkileri sergiler. Araştırmacılara göre, geleneksel manyetik depolamaya göre daha hızlı geçiş süreleri de düşünülebilir. Makalenin ortak yazarlarından biri olan Oliver Amin, “Deneysel çalışmamız, teorik kavramlar ile bunların pratik uygulamaları arasında bir köprü kurarak, pratik uygulamalar için eski manyetik malzemelerin geliştirilmesine giden yolu işaret etmesini umuyoruz” diyor.
Alter manyetizması, 2020'de Libor Šmejkal liderliğindeki teorisyenler tarafından tahmin edildikten sonra, 2024'ün başlarında neredeyse aynı anda üç farklı malzemede deneysel olarak gösterildi. Wadley ve meslektaşları tarafından gösterilen antik manyetik durumların görüntülenmesi ve kontrollü üretimi, bu fenomene ve gelecek yıllardaki teknolojik kullanımına ilişkin daha fazla araştırmanın yolunu açıyor.
Güncelleme
15 Aralık 2024,
13:42
Saat
Forumda altermanyetizmanın ferrimanyetizma ile aynı olup olmadığı (ferromanyetizma ile karıştırılmamalıdır) sorusu gündeme geldi. Aslında bunlar benzer ancak farklı manyetik özelliklerdir: ferrimıknatıslar ölçülebilir bir makroskobik manyetik alan oluştururken, alternatif mıknatıslar manyetik momentleri tamamen iptal eder ancak özel elektronik özelliklere sahiptir.
Manyetizmayı değiştirin:
- manyetik momentler birbirini tamamen telafi eder
- hiçbir harici manyetik alan ölçülemez
- mıknatıslanma olmadan spin-polarize akımlar
- zıt manyetik momentler eşit olmayan şekilde dağılmıştır
ölçülebilir harici manyetik alan üretir
zayıf bir ferromıknatıs gibi davranır
(vza)