Vísindamönnum við háskólann í Basel og ETH í Zürich hefur tekist að breyta skautun sérstaks ferróseguls með því að nota leysigeisla. Í framtíðinni væri hægt að nota þessa aðferð til að búa til aðlögunarhæfar rafrásir með ljósi.
Í ferromagnet eru sameinaðir kraftar að verki. Til þess að áttavitanál geti vísað í norður eða ísskápssegul að festast við ísskápshurðina snúast óteljandi rafeindir innan í þeim, sem hver um sig skapar aðeins örlítið segulsvið, þurfa allar að raðast í sömu átt. Þetta gerist í gegnum víxlverkun milli snúninganna, sem verða að vera sterkari en óregluleg hitahreyfing inni í ferrósegulnum. Ef hitastig efnisins er undir mikilvægu gildi verður það ferromagnetic.
Aftur á móti, til að breyta pólun járnseguls, þarf venjulega fyrst að hita hann upp yfir mikilvæga hitastig hans. Rafeindasnúningarnir geta síðan snúið sér aftur og eftir að hafa kólnað bendir segulsvið ferrósegulsins að lokum í aðra átt.
Hópi vísindamanna undir forystu Prof. Dr. Tomasz Smoleński við háskólann í Basel og prófessor Dr. Ataç Imamoğlu við ETH í Zürich hefur nú tekist að koma á slíkri endur-stefnu með því að nota aðeins ljós-án nokkurrar upphitunar. Þeir birtu niðurstöður sínar íNáttúran.
Samspil og staðfræði
„Það sem er spennandi við vinnuna okkar er að við sameinum þrjú stóru viðfangsefnin í nútíma eðlisfræði þétts efnis í einni tilraun: sterk víxlverkun milli rafeinda, staðfræði og kvikstýringu,“ segir Imamoğlu.
Til að ná þessu notuðu rannsakendur sérstakt efni sem samanstóð af tveimur -þunnum lögum af lífræna hálfleiðaranum mólýbdendítellúríði, sem eru örlítið snúin hvert við annað.
Í slíkum efnum geta svo-myndað staðfræðileg ástand. Einfaldlega má segja að staðfræðileg ástand sé hægt að einkenna út frá því hvernig þau líta út: kúlu (engin hola) eða kleinuhring (ein hola). Mikilvægt er að ekki er hægt að breyta kúlu í kleinuhring með einfaldri aflögun, sem þýðir að staðfræðileg ástand er ótvírætt og varanlegt skilgreint.
Í nýju tilraununum-með umsjón Smoleński og Imamoğlu var hægt að stilla rafeindirnar á milli slíkra staðfræðilegra ástands sem eru einangrandi og málmástands sem eru leiðandi. Merkilegt nokk veldur víxlverkun að rafeindasnúningarnir í báðum ríkjum eru samsíða hvort öðru og breytir efninu í ferrósegul.
"Aðalniðurstaða okkar er sú að við getum notað leysipúls til að breyta sameiginlegri stefnu snúninganna," segir Olivier Huber, doktor. nemandi við ETH, sem gerði tilraunirnar ásamt kollega sínum Kilian Kuhlbrodt og Tomasz Smoleński. Fyrir nokkrum árum hafði þetta þegar verið gert fyrir stakar rafeindir, en nú hefur tekist að "skipta" eða breyta um pólun alls ferromagnetsins.
„Þessi skipting var varanleg og þar að auki hefur staðfræðin áhrif á rofavirknina,“ segir Smoleński.
Uppgötvaðu það nýjasta í vísindum, tækni og geimnum með yfir100.000 áskrifendursem treysta á Phys.org fyrir daglega innsýn. Skráðu þig á ókeypis fréttabréfið okkar og fáðu fréttir af byltingum, nýjungum og rannsóknum sem skipta máli-daglega eða vikulega.
Gerast áskrifandi
Kvikstýring ferromagnetsins
Þannig er einnig hægt að nota leysipúlsinn til að teikna nýjar markalínur, innan þeirra er staðfræðilegt ferromagnetic ástand staðsett. Þetta er hægt að gera ítrekað, þannig að kraftmikil stjórn á staðfræðilegum og járnsegulfræðilegum eiginleikum er möguleg.
Til að sýna fram á að litli járnsegullinn, sem er aðeins nokkrir míkrómetrar að stærð, hafi í raun breytt pólun sinni, mældu rannsakendur endurkast annars, mun veikari leysigeisla. Þessi spegilmynd leiddi í ljós stefnu rafeindasnúninga.
„Í framtíðinni munum við geta notað aðferð okkar til að rita optískt handahófskenndar og aðlögunarhæfar staðfræðilegar hringrásir á flís,“ segir Smoleński. Þessa nálgun væri síðan hægt að nota til að búa til örsmáa víxlamæla, sem hægt er að mæla afar lítil rafsegulsvið með.
