Chiral phonons สร้างกระแสสปินโดยไม่ต้องใช้วัสดุแม่เหล็ก

16 ก.พ. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) นักวิจัยจาก North Carolina State University และ University of North Carolina ที่ Chapel Hill ใช้ chiral phonons เพื่อแปลงความร้อนที่สูญเปล่าเป็นข้อมูลการปั่นหมาด โดยไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุแม่เหล็ก การค้นพบนี้อาจนำไปสู่อุปกรณ์ Spintronic รุ่นใหม่ที่มีราคาไม่แพงและประหยัดพลังงานเพื่อใช้ในการใช้งานตั้งแต่หน่วยความจำคอมพิวเตอร์ไปจนถึงโครงข่ายไฟฟ้า อุปกรณ์สปินโทรนิค เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอน แทนที่จะเป็นประจุ เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่ใช้สำหรับการจัดเก็บข้อมูล การสื่อสาร และการประมวลผล อุปกรณ์ Spin caloritronic ซึ่งเรียกกันว่าเนื่องจากใช้พลังงานความร้อนเพื่อสร้างกระแสการหมุน มีแนวโน้มที่ดีเนื่องจากสามารถแปลงความร้อนเหลือทิ้งให้เป็นข้อมูลการปั่น ซึ่งทำให้ประหยัดพลังงานได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์หมุนแคลอรี่ในปัจจุบันจะต้องมีวัสดุแม่เหล็กเพื่อสร้างและควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอน Dali Sun รองศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และสมาชิกของ Organic and Carbon Electronics Lab (ORaCEL) ที่ North Carolina State University กล่าวว่า "เราใช้ chiral phonons เพื่อสร้างกระแสหมุนที่อุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องใช้วัสดุแม่เหล็ก "ด้วยการใช้การไล่ระดับความร้อนกับวัสดุที่มีโฟนอนไครัล คุณสามารถกำหนดทิศทางโมเมนตัมเชิงมุมและสร้างและควบคุมกระแสการหมุนได้" Jun Liu รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของ NC State และสมาชิก ORaCEL กล่าว ทั้ง Liu และ Sun เป็นผู้เขียนงานวิจัยร่วมซึ่งปรากฏอยู่ใน วัสดุธรรมชาติ (“เอฟเฟกต์ Seebeck ของสปินที่เปิดใช้งาน Chiral-phonon”). Chiral phonons คือกลุ่มของอะตอมที่เคลื่อนที่ในทิศทางเป็นวงกลมเมื่อถูกกระตุ้นโดยแหล่งพลังงาน - ในกรณีนี้คือความร้อน เมื่อโฟนันเคลื่อนที่ผ่านวัตถุ พวกมันจะแพร่กระจายการเคลื่อนที่แบบวงกลมหรือโมเมนตัมเชิงมุมผ่านวัตถุนั้น โมเมนตัมเชิงมุมทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของการหมุน และไคราลิตีจะกำหนดทิศทางของการหมุน “วัสดุไครัลเป็นวัสดุที่ไม่สามารถซ้อนทับบนภาพสะท้อนในกระจกได้” ซันกล่าว “ลองนึกถึงมือขวาและมือซ้ายของคุณสิ มันเป็นไครัล คุณไม่สามารถใส่ถุงมือซ้ายบนมือขวาหรือในทางกลับกัน 'ความถนัดมือ' นี้เป็นสิ่งที่ทำให้เราสามารถควบคุมทิศทางการหมุนได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญหากคุณต้องการใช้อุปกรณ์เหล่านี้เพื่อจัดเก็บหน่วยความจำ” นักวิจัยได้สาธิตกระแสสปินที่สร้างจาก chiral phonon ใน perovskite อินทรีย์อนินทรีย์ไฮบริดแบบสองมิติโดยใช้การไล่ระดับความร้อนเพื่อนำความร้อนเข้าสู่ระบบ “จำเป็นต้องมีการไล่ระดับเนื่องจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันในวัสดุ จากร้อนไปเย็น เป็นตัวขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของโฟนอนไครัลผ่านวัสดุนั้น” Liu กล่าว “การไล่ระดับความร้อนยังช่วยให้เราใช้ความร้อนเหลือทิ้งที่บันทึกไว้เพื่อสร้างกระแสการหมุน” นักวิจัยหวังว่างานนี้จะนำไปสู่อุปกรณ์สปินโทรนิกที่มีราคาถูกกว่าในการผลิตและสามารถนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น “การขจัดความจำเป็นในการใช้แม่เหล็กในอุปกรณ์เหล่านี้หมายความว่าคุณกำลังเปิดประตูให้กว้างในแง่ของการเข้าถึงวัสดุที่มีศักยภาพ” Liu กล่าว “และนั่นยังหมายถึงความคุ้มทุนที่เพิ่มขึ้นด้วย” “การใช้ความร้อนเหลือทิ้งแทนสัญญาณไฟฟ้าเพื่อสร้างกระแสปั่นหมาดทำให้ระบบประหยัดพลังงาน และอุปกรณ์ต่างๆ สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง” ซันกล่าว “สิ่งนี้อาจนำไปสู่อุปกรณ์ Spintronic ที่หลากหลายมากกว่าที่เรามีอยู่ในปัจจุบัน”

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62394.php