Квантовый скачок в электронике: синтез твистроники и спинтроники

к Сантьяго Фернандес
5 Комментарии
moiré magnetism

В области квантовой физики развивающаяся область твистроники предполагает наложение слоев материалов Ван-дер-Ваальса для открытия нового квантового поведения. Значительного прогресса в этой области добились исследователи из Университета Пердью. Они внедрили квантовый спин в скрученные двойные бислои антиферромагнитных материалов, создав регулируемые муаровые магнитные узоры. Эта разработка открывает потенциальные новые возможности в области спинтроники, что имеет последствия для будущего устройств памяти и систем спиновой логики. Источник: SciTechPost.com

Команда Университета Пердью в области квантовой физики добилась заметных успехов, манипулируя двойными бислоями антиферромагнитных материалов для создания регулируемого муарового магнетизма.

Твистроникс, далекий от модного танцевального или музыкального жанра, представляет собой передовое развитие квантовой физики и материаловедения. Этот метод предполагает укладку материалов Ван-дер-Ваальса аналогично наслоению листов бумаги, что позволяет легко вращать и манипулировать ими. С помощью этих сложенных слоев квантовые физики открыли удивительные квантовые явления.

Объединив концепцию квантового спина со скрученными двойными бислоями антиферромагнетика, исследователи открыли потенциал настраиваемого муарового магнетизма. Это нововведение знаменует появление нового класса материалов для растущих областей твисттроники и спинтроники, что потенциально приведет к созданию революционных устройств памяти и спин-логики, а также откроет новые возможности в физике и приложениях спинтроники.

Используя магниты Ван-дер-Ваальса, команда Университета Пердью смогла создать неколлинеарные магнитные состояния с заметной электрической настраиваемостью. Фото: Райан Аллен, Second Bay Studios.

Команда из Университета Пердью, специализирующаяся на квантовой физике и исследовании материалов, использовала CrI3, материал Ван-дер-Ваальса (ВДВ) с межслойной антиферромагнитной связью, для управления спином. Их исследование под названием «Электрически настраиваемый муаровый магнетизм в скрученных двойных бислоях трийодида хрома», опубликованное в журнале Nature Electronics, представляет новаторские результаты.

Доктор Гуанхуэй Ченг, соавтор исследования, объясняет: «Мы разработали скрученный двойной бислой CrI3, создающий угол скручивания между двумя бислоями. Наши результаты показывают муаровый магнетизм, характеризующийся разнообразием магнитных фаз и значительной электрической настраиваемостью».

Исследование демонстрирует структуру муаровой сверхрешетки в скрученном двойном бислое (tDB) CrI3 и ее магнитные свойства, установленные с помощью магнитооптического анализа эффекта Керра (MOKE). Исследование показывает, как в этой структуре могут возникать неколлинеарные магнитные состояния, а также сосуществование антиферромагнитных и ферромагнитных порядков, характерной черты муарового магнетизма. Фото: Иллюстрация Гуанхуи Ченга и Юн П. Чена.

Чен подчеркивает: «Складывая и скручивая антиферромагнетик сам в себя, мы добились превращения в ферромагнетик. Это иллюстрирует развивающуюся область муарового магнетизма в скрученных двумерных материалах, где угол скручивания резко меняет свойства материала».

Описывая свой метод, Ченг добавляет: «Мы использовали технику разрыва и укладки для изготовления скрученного двойного бислоя CrI3. Используя измерения MOKE, мы обнаружили как ферромагнитные, так и антиферромагнитные порядки, отличительную черту муарового магнетизма, и продемонстрировали магнитное переключение под действием напряжения».

Раньше твистроника в основном занималась корректировкой электронных свойств, как в случае со скрученным двухслойным графеном. Однако команда Purdue попыталась применить эту концепцию к степени свободы вращения, используя CrI3. Изготовив образцы с различными углами закручивания, они смогли наблюдать новое магнитное поведение.

Теоретическая поддержка этого эксперимента была предоставлена командой Упадхьяи, подтвердив наблюдения, сделанные командой Чена.

Упадхьяя утверждает: «Наша теоретическая работа выявила сложную фазовую диаграмму с различными неколлинеарными фазами. Это исследование согласуется с продолжающимися исследованиями команды Чена в области новой физики и свойств 2D-магнитов».

«Это исследование означает новое направление для спинтроники и магнитоэлектроники», — отмечает Чен. «Наблюдаемые явления, такие как магнитное переключение под действием напряжения, могут привести к созданию инновационных устройств памяти и спин-логики. Этот поворот вводит новую переменную в изучении магнитов ВДВ, открывая путь для изучения новых приложений в физике и спинтронике».

Ссылка: «Электрически перестраиваемый муаровый магнетизм в скрученных двойных бислоях трийодида хрома», Гуанхуй Ченг и др., 19 июня 2023 г., Nature Electronics. DOI: 10.1038/s41928-023-00978-0

Команда Purdue под руководством доктора Гуанхуи Ченга и Мохаммада Мушфикра Рахмана внесла значительный вклад в это исследование. Ченг, бывший постдок в группе доктора Юна П. Чена в Purdue, теперь является доцентом AIMR Университета Тохоку, а Рахман — доктор философии. студент группы доктора Прамей Упадхьяи. И Чен, и Упадхи

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о муаровом магнетизме

Каковы ключевые достижения Университета Пердью в области квантовой физики?

Исследователи из Университета Пердью добились значительного прогресса в квантовой физике, интегрировав квантовый спин в скрученные двойные бислои антиферромагнитных материалов. Это привело к созданию регулируемых муаровых магнитных узоров, что потенциально совершит революцию в области спинтроники и повлияет на разработку устройств памяти и систем спиновой логики.

Что такое твистроника и спинтроника, как упоминается в исследовании?

Твистроникс — это новая область квантовой физики и материаловедения, которая предполагает укладку материалов Ван-дер-Ваальса в слои для открытия новых квантовых явлений. Спинтроника, с другой стороны, относится к изучению собственного спина электрона и связанного с ним магнитного момента, в дополнение к его фундаментальному электронному заряду, в твердотельных устройствах.

Какой вклад исследования Университета Пердью вносят в область твистроники?

Исследования в Университете Пердью внесли свой вклад в твистронику, продемонстрировав настраиваемый муаровый магнетизм посредством манипулирования скрученными двойными бислоями антиферромагнитного материала. Это открытие предлагает новые материальные платформы для спинтроники и обещает прогресс в устройствах памяти и спин-логики.

Каково значение муарового магнетизма в этом исследовании?

Муаровый магнетизм играет важную роль в этом исследовании, поскольку он представляет собой новую форму магнетизма с пространственно изменяющимися ферромагнитными и антиферромагнитными фазами. Он наблюдается в муаровой сверхрешеточной структуре скрученного двойного бислоя трииодида хрома (CrI3) и характеризуется сосуществованием ферромагнитных и антиферромагнитных порядков, что имеет решающее значение для развития спинтроники.

Какие будущие применения ожидаются от этих исследований в квантовой физике?

Достижения в области твистроники и спинтроники, полученные в результате этого исследования, могут привести к созданию инновационных устройств памяти и спин-логики. Манипулирование муаровым магнетизмом и внедрение новых материалов в спинтронику могут открыть новые возможности в электронике, потенциально совершив революцию в подходах к хранению данных и вычислительной логике.

Подробнее о муаровом магнетизме

Вам также может понравиться

5 Комментарии

Саманта Р. 1ТП2Т - 1ТП3Т

Впечатляет, как развивается твистроникс. Знаете, будущее электроники может быть именно за этими муаровыми узорами?

Отвечать
Джейк Томпсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

Удивительная вещь! действительно демонстрирует прогресс в квантовой физике. Команда Purdue творит чудеса с материалами Ван-дер-Ваальса. не могу дождаться, чтобы увидеть, к чему это приведет!

Отвечать
Радж Патель 1ТП2Т - 1ТП3Т

не уверен, что я понимаю все технические детали. но это звучит как большое дело? Я думаю, что муаровый магнетизм может изменить правила игры в сфере технологий.

Отвечать
Линда К. 1ТП2Т - 1ТП3Т

Вау просто вау! Я раньше читал о спинтронике, но это нечто другое. Purdue действительно расширяет границы.

Отвечать
Майк О'Брайен 1ТП2Т - 1ТП3Т

Должен сказать, статья немного перегружена жаргоном. Но здорово видеть, как они смешивают повороты и повороты, что-то вроде сюжета научно-фантастического фильма, правда?

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский