22:22 2022-05-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Materialul cuantic unic ar putea permite calculatoare compacte, ultra-puternice
_ Materialul cuantic unic ar putea permite ultra -calculatoare puternice, compacte
Informația din calculatoare este transmisă prin semiconductori prin mișcarea electronilor și stocată în direcția spinului electronului în materiale magnetice. Pentru a micșora dispozitivele în timp ce le îmbunătățesc performanța - un obiectiv al unui domeniu emergent numit spin-electronics ("spintronica") - cercetătorii caută materiale unice care să combine ambele proprietăți cuantice. Scriind în Nature Materials, o echipă de chimiști și fizicieni de la Columbia descoperă o legătură puternică între transportul de electroni și magnetism într-un material numit bromură de sulfură de crom (CrSBr).
Creat în laboratorul chimistului Xavier Roy, CrSBr. este un așa-numit cristal van der Waals care poate fi decojit în straturi stivuibile, 2D, care sunt subțiri de doar câțiva atomi. Spre deosebire de materialele înrudite care sunt distruse rapid de oxigen și apă, cristalele de CrSBr sunt stabile în condiții ambientale. Aceste cristale își mențin, de asemenea, proprietățile magnetice la temperatura relativ ridicată de -280F, evitând necesitatea unui heliu lichid scump răcit la o temperatură de -450F,
„CrSBr este infinit mai ușor de lucrat decât alți magneți 2D. , care ne permite să fabricăm dispozitive noi și să le testăm proprietățile”, a spus Evan Telford, un post-doctorat în laboratorul Roy, care a absolvit cu un doctorat în fizică la Columbia în 2020. Anul trecut, colegii Nathan Wilson și Xiaodong Xu de la Universitatea din Washington și Xiaoyang Zhu de la Columbia a găsit o legătură între magnetism și modul în care CrSBr răspunde la lumină. În lucrarea curentă, Telford a condus efortul de a explora proprietățile sale electronice.
Echipa a folosit un câmp electric pentru a studia straturile de CrSBr în diferite densități de electroni, câmpuri magnetice și temperaturi - diferiți parametri care pot fi ajustați la produce efecte diferite într-un material. Pe măsură ce proprietățile electronice din CrSBr s-au schimbat, la fel s-a schimbat și magnetismul acestuia.
"Semiconductorii au proprietăți electronice reglabile. Magneții au configurații de spin reglabil. În CrSBr, aceste două butoane sunt combinate", a spus Roy. „Aceasta face ca CrSBr să fie atractiv atât pentru cercetarea fundamentală, cât și pentru potențialele aplicații spintronice.”
Magnetismul este o proprietate dificil de măsurat direct, mai ales că dimensiunea materialului se micșorează, a explicat Telford, dar este ușor de măsurat cum electronii se mișcă cu un parametru numit rezistență. În CrSBr, rezistența poate servi ca proxy pentru stările magnetice altfel neobservabile. „Este foarte puternic”, a spus Roy, mai ales că cercetătorii caută într-o zi să construiască cipuri din astfel de magneți 2D, care ar putea fi folosiți pentru calculul cuantic și pentru a stoca cantități masive de date într-un spațiu mic.
Legătura dintre proprietățile electronice și magnetice ale materialului sa datorat defectelor straturilor - pentru echipă, o pauză norocoasă, a spus Telford. „Oamenii doresc de obicei cel mai „curat” material posibil. Cristalele noastre aveau defecte, dar fără acestea, nu am fi observat această cuplare”, a spus el.
De aici, laboratorul Roy experimentează modalități pentru a crește cristale van der Waals pelabile cu defecte deliberate, pentru a îmbunătăți capacitatea de a regla fin proprietățile materialului. De asemenea, ei explorează dacă diferite combinații de elemente ar putea funcționa la temperaturi mai ridicate, păstrând în același timp acele proprietăți combinate valoroase.
Comentarii:
Adauga Comentariu