فونون های کایرال بدون نیاز به مواد مغناطیسی جریان چرخشی ایجاد می کنند

16 فوریه 2023 (اخبار نانوورکمحققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل از فونون های کایرال برای تبدیل گرمای تلف شده به اطلاعات چرخشی - بدون نیاز به مواد مغناطیسی استفاده کردند. این یافته می‌تواند منجر به کلاس‌های جدیدی از دستگاه‌های اسپینترونیک کم‌هزینه و کم‌هزینه برای استفاده در کاربردهای مختلف از حافظه محاسباتی گرفته تا شبکه‌های برق شود. دستگاه های اسپینترونیک دستگاه‌های الکترونیکی هستند که از اسپین یک الکترون، به جای شارژ آن، برای ایجاد جریان مورد استفاده برای ذخیره‌سازی داده‌ها، ارتباطات و محاسبات استفاده می‌کنند. دستگاه‌های اسپین کالوریترونیک - به این دلیل که از انرژی حرارتی برای ایجاد جریان اسپین استفاده می‌کنند - امیدوارکننده هستند زیرا می‌توانند گرمای اتلاف را به اطلاعات چرخشی تبدیل کنند که باعث می‌شود انرژی بسیار کارآمدی داشته باشند. با این حال، دستگاه‌های کالریترونیک اسپین فعلی باید حاوی مواد مغناطیسی باشند تا بتوانند اسپین الکترون را ایجاد و کنترل کنند. دالی سان، دانشیار فیزیک و عضو آزمایشگاه الکترونیک آلی و کربن (ORaCEL) در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، می‌گوید: «ما از فونون‌های کایرال برای ایجاد جریان چرخشی در دمای اتاق بدون نیاز به مواد مغناطیسی استفاده کردیم. با اعمال یک گرادیان حرارتی به ماده ای که دارای فونون های کایرال است، می توانید تکانه زاویه ای آنها را هدایت کنید و جریان اسپین را ایجاد و کنترل کنید. جون لیو، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در ایالت NC و عضو ORaCEL می گوید. لیو و سان هر دو نویسندگان مرتبط با این تحقیق هستند که در این مقاله آمده است مواد طبیعت («اثر چرخشی سیبک فعال شده با کایرال فونون»). فونون‌های کایرال گروه‌هایی از اتم‌ها هستند که وقتی توسط یک منبع انرژی - در این مورد، گرما - برانگیخته می‌شوند، در جهت دایره‌ای حرکت می‌کنند. همانطور که فونون ها در یک ماده حرکت می کنند، آن حرکت دایره ای یا تکانه زاویه ای را از طریق آن منتشر می کنند. تکانه زاویه ای به عنوان منبع اسپین عمل می کند و کایرالیته جهت چرخش را دیکته می کند. سان می‌گوید: «مواد کایرال موادی هستند که نمی‌توان آنها را روی تصویر آینه‌ای خود قرار داد. "به دست راست و چپ خود فکر کنید - آنها کایرال هستند. شما نمی توانید یک دستکش چپ دست را روی دست راست قرار دهید یا برعکس. این «دست بودن» چیزی است که به ما امکان می دهد جهت چرخش را کنترل کنیم، که اگر می خواهید از این دستگاه ها برای ذخیره سازی حافظه استفاده کنید، مهم است. محققان با استفاده از گرادیان حرارتی برای وارد کردن گرما به سیستم، جریان‌های اسپین تولید شده توسط فونون کایرال را در یک پروسکایت آلی- معدنی ترکیبی لایه‌ای دو بعدی نشان دادند. لیو می‌گوید: «به یک گرادیان نیاز است، زیرا اختلاف دما در ماده - از گرم به سرد - حرکت فونون‌های کایرال را از طریق آن هدایت می‌کند. شیب حرارتی همچنین به ما امکان می دهد از گرمای اتلاف گرفته شده برای تولید جریان اسپین استفاده کنیم. محققان امیدوارند که این کار به تولید دستگاه‌های اسپینترونیک منجر شود که تولید ارزان‌تری دارند و می‌توانند در کاربردهای متنوع‌تری مورد استفاده قرار گیرند. لیو می‌گوید: «از بین بردن نیاز به مغناطیس در این دستگاه‌ها به این معنی است که شما در را از نظر دسترسی به مواد بالقوه باز می‌کنید. و این به معنای افزایش مقرون به صرفه بودن است. سان می‌گوید: «استفاده از گرمای اتلاف به جای سیگنال‌های الکتریکی برای تولید جریان اسپین باعث کارآمدی انرژی سیستم می‌شود – و دستگاه‌ها می‌توانند در دمای اتاق کار کنند». این می تواند منجر به تنوع بسیار گسترده تری از دستگاه های اسپینترونیک نسبت به آنچه که در حال حاضر در دسترس داریم، شود.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• منبع: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62394.php