Magnetic Nanonetwork 777x443 1 2
Thông tin công nghệ

3D Magnetic Nanonetwork Đột phá có thể kích hoạt thế hệ công nghệ lưu trữ 3D mới

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Vienna đã thiết kế một mạng nano từ tính 3D mới, trong đó các đơn cực từ xuất hiện do sự thất vọng từ tính tăng lên giữa các nguyên tố nano và ổn định ở nhiệt độ phòng. Tín dụng: © Sabri Koraltan University of Vienna

Monopoles từ tính nổi được kiểm soát ở nhiệt độ phòng

Mạng nano ba chiều (3D) hứa hẹn một kỷ nguyên mới trong vật lý trạng thái rắn hiện đại với nhiều ứng dụng trong quang tử, y sinh học và spintronics. Việc hiện thực hóa các kiến trúc nano từ tính 3D có thể cho phép các thiết bị lưu trữ dữ liệu siêu nhanh và tiêu tốn ít năng lượng. Do các tương tác từ trường cạnh tranh trong các hệ thống này, các điện tích từ hoặc các đơn cực từ có thể xuất hiện, có thể được sử dụng như các sóng mang thông tin di động, nhị phân. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Vienna hiện đã thiết kế mạng lưới băng quay nhân tạo 3D đầu tiên chứa các điện tích từ trường không liên kết. Các kết quả được công bố trên tạp chí npj Computational Materials đưa ra một minh chứng lý thuyết đầu tiên rằng, trong mạng tinh thể mới, các đơn cực từ ổn định ở nhiệt độ phòng và có thể được điều khiển theo yêu cầu bằng từ trường bên ngoài.

Các đơn cực từ nổi lên được quan sát thấy trong một lớp vật liệu từ tính được gọi là spin ices. Tuy nhiên, quy mô nguyên tử và nhiệt độ thấp cần thiết cho sự ổn định của chúng làm hạn chế khả năng kiểm soát của chúng. Điều này dẫn đến sự phát triển của băng spin nhân tạo 2D, nơi các mômen đơn nguyên tử được thay thế bằng các đảo nano từ tính được sắp xếp trên các mạng lưới khác nhau. Việc mở rộng quy mô cho phép nghiên cứu các đơn cực từ tính mới nổi trên các nền tảng dễ tiếp cận hơn. Đảo ngược hướng từ tính của các đảo nano cụ thể sẽ truyền các đơn cực đi xa hơn một đỉnh, để lại dấu vết phía sau. Dấu vết này, Dirac Strings, nhất thiết phải lưu trữ năng lượng và liên kết các đơn cực, hạn chế khả năng di chuyển của chúng.

Các nhà nghiên cứu xung quanh Sabri Koraltan và Florian Slanovc, và dẫn đầu bởi Dieter Suess tại Đại học Vienna, hiện đã thiết kế một mạng lưới băng quay nhân tạo 3D đầu tiên kết hợp những ưu điểm của cả băng quay nhân tạo nguyên tử và 2D.

Trong sự hợp tác với nhóm Từ tính và Từ tính từ Đại học Vienna, và Bộ phận Lý thuyết của Phòng thí nghiệm Los Alamos, Hoa Kỳ, những lợi ích của mạng tinh thể mới được nghiên cứu bằng cách sử dụng các mô phỏng vi từ. Ở đây, các đảo nano 2D phẳng được thay thế bằng các ellipsoid quay từ tính và mạng tinh thể ba chiều có tính đối xứng cao được sử dụng. Sabri Koraltan, một trong những tác giả đầu tiên của nghiên cứu, nhận xét: “Do sự thoái hóa của trạng thái cơ bản, sức căng của dây Dirac biến mất, không liên kết các đơn cực từ tính. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu sang bước tiếp theo, trong đó trong mô phỏng của họ, một đơn cực từ được truyền qua mạng bằng cách áp dụng từ trường bên ngoài, chứng minh ứng dụng của nó như là vật mang thông tin trong mạng nano từ tính 3D.

Sabri Koraltan cho biết thêm “Chúng tôi sử dụng chiều thứ ba và tính đối xứng cao trong mạng tinh thể mới để tháo liên kết các đơn cực từ tính và di chuyển chúng theo các hướng mong muốn, gần giống như các electron thực sự.” Tác giả đầu tiên khác Florian Slanovc kết luận, “Tính ổn định nhiệt của các đơn cực xung quanh nhiệt độ phòng trở lên có thể đặt nền tảng cho thế hệ công nghệ lưu trữ 3D đột phá mới.”

Tham khảo: “Dây Dirac không căng thẳng và tích điện từ trường trong băng quay nhân tạo 3D” của Sabri Koraltan, Florian Slanovc, Florian Bruckner, Cristiano Nisoli, Andrii V. Chumak, Oleksandr V. Dobrovolskiy, Claas Abert và Dieter Suess, ngày 5 tháng 8 năm 2021 , npj Vật liệu Tính toán .
DOI: 10.1038 / s41524-021-00593-7

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.