פונונים כיראליים יוצרים זרם ספין ללא צורך בחומרים מגנטיים

פונונים כיראליים יוצרים זרם ספין ללא צורך בחומרים מגנטיים

חותמת זמן: 16 בפברואר 2023 3:19
צומת המקור: 1961955
16 בפברואר 2023 (חדשות Nanowerkחוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט ומאוניברסיטת צפון קרוליינה בצ'פל היל השתמשו בפונונים כיראליים כדי להמיר חום מבוזבז למידע ספין - מבלי להזדקק לחומרים מגנטיים. הממצא עשוי להוביל לסוגים חדשים של התקני ספינטרוניקה זולים וחסכוניים באנרגיה לשימוש ביישומים החל מזיכרון חישובי ועד לרשתות חשמל. מכשירי Spintronic הם מכשירים אלקטרוניים הרותמים את הספין של האלקטרון, ולא את המטען שלו, ליצירת זרם המשמש לאחסון נתונים, תקשורת ומחשוב. מכשירי ספין קלוריטרוניים - מה שנקרא מכיוון שהם מנצלים אנרגיה תרמית ליצירת זרם ספין - מבטיחים מכיוון שהם יכולים להמיר חום פסולת למידע ספין, מה שהופך אותם לחסכוניים באנרגיה. עם זאת, התקני ספין קלוריטרוניים נוכחיים חייבים להכיל חומרים מגנטיים על מנת ליצור ולשלוט בספין של האלקטרון. "השתמשנו בפונונים כיראליים כדי ליצור זרם ספין בטמפרטורת החדר מבלי להזדקק לחומרים מגנטיים", אומרת דאלי סאן, פרופסור חבר לפיזיקה וחבר במעבדת האלקטרוניקה האורגנית והפחמן (ORaCEL) באוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט. "על ידי יישום שיפוע תרמי על חומר המכיל פונונים כיראליים, אתה יכול לכוון את התנע הזוויתי שלהם וליצור ולשלוט בזרם ספין." אומר ג'ון ליו, פרופסור חבר להנדסת מכונות וחלל במדינת NC וחבר ב-ORaCEL. גם ליו וגם סאן הם מחברים מתכתבים של המחקר, המופיע ב חומרי טבע ("אפקט ספין סיבק המופעל על ידי כיראל-פונון"). פונונים כיראליים הם קבוצות של אטומים הנעים בכיוון מעגלי כאשר הם נרגשים ממקור אנרגיה - במקרה זה, חום. כאשר הפונונים נעים דרך חומר, הם מפיצים את התנועה המעגלית הזו, או התנע הזוויתי, דרכו. המומנטום הזוויתי משמש כמקור הספין, והכיראליות מכתיבה את כיוון הספין. "חומרים כיראליים הם חומרים שלא ניתן להצמידם על תמונת המראה שלהם", אומר סאן. "תחשוב על הידיים הימניות והשמאליות שלך - הן כיראליות. אתה לא יכול לשים כפפה שמאלית על יד ימין, או להיפך. ה'ידידות' הזו היא מה שמאפשר לנו לשלוט בכיוון הספין, וזה חשוב אם אתה רוצה להשתמש במכשירים האלה לאחסון זיכרון." החוקרים הדגימו זרמי ספין שנוצרים על ידי פונון כיראלי בפרוסקיט היברידי אורגני-אי-אורגני דו-מימדי באמצעות שיפוע תרמי להחדרת חום למערכת. "דרוש שיפוע מכיוון שהבדל הטמפרטורה בחומר - מחם לקר - מניע את תנועת הפונונים הכיראליים דרכו", אומר ליו. "השיפוע התרמי גם מאפשר לנו להשתמש בחום פסולת שנלכד כדי ליצור זרם ספין." החוקרים מקווים שהעבודה תוביל למכשירי ספינטרוניק שזולים יותר לייצור ויכולים לשמש במגוון רחב יותר של יישומים. "ביטול הצורך במגנטיות במכשירים האלה אומר שאתה פותח את הדלת לרווחה מבחינת גישה לחומרים פוטנציאליים", אומר ליו. "וזה גם אומר עלות-תועלת מוגברת." "שימוש בחום פסולת ולא באותות חשמליים ליצירת זרם ספין הופך את המערכת לחסכונית באנרגיה - והמכשירים יכולים לפעול בטמפרטורת החדר", אומר סאן. "זה יכול להוביל למגוון רחב הרבה יותר של מכשירי ספינטרוניק ממה שיש לנו כרגע."

בול זמן:

עוד מ ננוווק