นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตเกียวในญี่ปุ่น มหาวิทยาลัย Cornell และ Johns Hopkins ในสหรัฐอเมริกา และมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมในสหราชอาณาจักร ได้สังเกตเห็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดใหญ่ในวัสดุต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แมงกานีส-ดีบุก (Mn 3 Sn) การค้นพบนี้อาจทำให้เนื้อหานี้และเนื้อหาอื่นๆ
วัสดุต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีแนวโน้มว่าจะเป็นตัวเลือกสำหรับอุปกรณ์หน่วยความจำความหนาแน่นสูงในอนาคต ด้วยเหตุผลหลักสองประการ ประการแรกคือการหมุนของอิเล็กตรอน
(ซึ่งใช้เป็นบิตหรือหน่วยข้อมูล) ในแอนติเฟอโรแมกเนติกส์จะพลิกกลับ
อย่างรวดเร็วที่ความถี่ในช่วงเทราเฮิรตซ์ การดีดของสปินอย่างรวดเร็วเหล่านี้เป็นไปได้เนื่องจากสปินในแอนติเฟอโรแมกเนติกส์มีแนวโน้มที่จะวางแนวขนานกัน ซึ่งนำไปสู่การโต้ตอบที่รุนแรงระหว่างสปิน สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกทั่วไปซึ่งมีการหมุนของอิเล็กตรอนแบบขนาน
เหตุผลที่สองคือแม้ว่าแอนติเฟอโรแมกเนตจะมีแม่เหล็กภายในที่สร้างขึ้นโดยการหมุนของอิเล็กตรอน แต่พวกมันแทบไม่มีการดึงดูดด้วยกล้องจุลทรรศน์เลย ซึ่งหมายความว่าสามารถบรรจุบิตได้หนาแน่นมากขึ้นเนื่องจากไม่รบกวนซึ่งกันและกัน ตรงกันข้ามกับ ferromagnet ที่ใช้ในหน่วยความจำแม่เหล็กทั่วไป ซึ่งสร้างแม่เหล็กสุทธิขนาดใหญ่
นักวิจัยใช้เอฟเฟกต์ Hall ที่เข้าใจกันดี (ซึ่งสนามแม่เหล็กที่ใช้เหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในตัวนำในทิศทางตั้งฉากกับทั้งสนามและการไหลของกระแส) เพื่ออ่านค่าของบิตต้านสนามแม่เหล็ก หากการหมุนในบิตต้านสนามแม่เหล็กทั้งหมดพลิกไปในทิศทางเดียวกัน สัญญาณแรงดัน Hall จะเปลี่ยน ดังนั้นสัญญาณหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าจึงสอดคล้องกับทิศทาง “สปินขึ้น” หรือ “1” และอีกเครื่องหมายหนึ่งเป็น “สปินดาวน์” หรือ “0”
สัญญาณควบคุมความเครียดเปลี่ยนไปในงานใหม่นี้ ทีมที่นำโดยSatoru Nakatsujiแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวใช้อุปกรณ์ที่พัฒนาโดยClifford Hicksและเพื่อนร่วมงานที่เบอร์มิงแฮมเพื่อวางตัวอย่าง Mn 3 Sn ภายใต้ความเครียด Mn 3 Sn เป็นแอนติเฟอโรแมกเนติกที่ไม่สมบูรณ์ (Weyl) ที่มีการทำให้เป็นแม่เหล็กอ่อน และเป็นที่ทราบกันดีว่าแสดง Hall effect (AHE) ที่ผิดปกติรุนแรงมาก ซึ่งตัวพาประจุจะได้รับองค์ประกอบความเร็วที่ตั้งฉากกับสนามไฟฟ้าที่ใช้ แม้ว่าจะไม่มีแม่เหล็กที่ใช้ก็ตาม สนาม.
นักวิจัยพบว่า โดยการวางระดับความเค้นที่แตกต่างกันบนตัวอย่าง
พวกเขาสามารถควบคุมทั้งขนาดและสัญลักษณ์ของ AHE ของวัสดุได้ “ตั้งแต่การค้นพบ AHE โดย Edwin Hall ในปี 1881 ยังไม่มีรายงานใดเกี่ยวกับการปรับสัญญาณ AHE ตามความเครียดอย่างต่อเนื่อง” Nakatsuji กล่าวกับPhysics World “เมื่อแรกเห็น อาจดูเหมือนว่าค่าการนำไฟฟ้าของฮอลล์ ซึ่งเป็นปริมาณที่แปลกภายใต้การย้อนเวลา ไม่สามารถควบคุมได้ด้วยความเครียด ซึ่งแม้จะอยู่ภายใต้การย้อนเวลา อย่างไรก็ตาม การทดลองและทฤษฎีของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความเครียดที่น้อยมากในระดับ 0.1% นั้นสามารถควบคุมได้ไม่เพียงแค่ขนาดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัญญาณของ AHE ด้วย”
สำคัญสำหรับสปินโทรนิกต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ทีมงานกล่าวว่าความสามารถในการควบคุม AHE โดยใช้ความเครียดจะมีความสำคัญสำหรับการใช้งานที่เรียกว่า “spintronics” ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากสถานะกึ่งโลหะของ Weyl ของ Mn 3 Sn สามารถเปลี่ยนได้ด้วยไฟฟ้า การค้นพบครั้งใหม่นี้ทำให้วัสดุมีความน่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับสปินโทรนิกส์ และขณะนี้กลุ่มต่างๆ ทั่วโลกกำลังทำงานเพื่อประดิษฐ์มันในรูปแบบฟิล์มบาง
ผลลัพธ์ล่าสุดของกลุ่ม อิงจากผลงานของนักศึกษาปริญญาเอกMd. Rashedul Islamแสดงให้เห็นถึงโอกาสทางการค้าที่จับต้องได้เป็นรูปเป็นร่าง อิสลามได้พัฒนาแพลตฟอร์มสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์อเนกประสงค์ที่พิมพ์ทั้งตัว นำไฟฟ้าได้สูง ยืดหยุ่น และซักด้วยเครื่องได้ วัสดุนี้สามารถกักเก็บพลังงานโดยใช้ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์กราฟีนที่พิมพ์ออกมา ในขณะที่ตรวจสอบตัวบ่งชี้ทางสรีรวิทยา เช่น อัตราการเต้นของหัวใจ อุณหภูมิผิวหนัง และมาตรวัดกิจกรรมต่างๆ สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือ เมื่อนำมาทำเป็นแถบคาดศีรษะแยกต่างหาก สิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ต้นแบบสามารถบันทึกการทำงานของสมอง (electroencephalogram หรือ EEG) ได้ตามมาตรฐานเดียวกับอิเล็กโทรดแบบแข็งทั่วไป ในขณะนี้ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ถูกชาร์จโดยใช้แหล่งพลังงานภายนอก แต่เป้าหมายคือการทำให้สามารถพึ่งพาตนเองได้ในอนาคตโดยแนะนำฟังก์ชันการเก็บเกี่ยวพลังงาน
กระบวนการผลิตใช้ประโยชน์จากเทคนิคการพิมพ์สกรีนที่ปรับขนาดได้สูง ซึ่งหมึกที่ใช้กราฟีนจะถูกส่งผ่านตาข่ายที่ออกแบบเองไปยังพื้นผิวสิ่งทอที่หยาบและยืดหยุ่น จากนั้น รางนำไฟฟ้าจะถูกห่อหุ้มเพื่อเป็นฉนวนและการป้องกัน เพื่อผลิตแพลตฟอร์มสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์ที่ซักด้วยเครื่องได้ ความหวังคือความสำเร็จในระยะเริ่มต้นเช่นนี้จะเปิดทางสู่การผลิตเสื้อผ้าสิ่งทออิเล็กทรอนิกส์แบบมัลติฟังก์ชั่นที่ใช้กราฟีนในปริมาณมาก ซึ่งเสื้อผ้าแต่ละชิ้นมีเครือข่ายของเซ็นเซอร์ที่สวมใส่ได้และใช้พลังงานจากพลังงานที่เก็บไว้ในฐานของกราฟีน ตัวเก็บประจุยิ่งยวดสิ่งทอ
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
