Các phonon đối xứng tạo ra dòng điện quay mà không cần vật liệu từ tính

Ngày 16 tháng 2023 năm XNUMX (Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu từ Đại học bang North Carolina và Đại học Bắc Carolina ở Đồi Chapel đã sử dụng các phonon bất đối để chuyển nhiệt thải thành thông tin spin – mà không cần vật liệu từ tính. Phát hiện này có thể dẫn đến các loại thiết bị điện tử spin mới ít tốn kém hơn, tiết kiệm năng lượng hơn để sử dụng trong các ứng dụng từ bộ nhớ tính toán đến lưới điện. Thiết bị điện tử spin là các thiết bị điện tử khai thác spin của electron, thay vì điện tích của nó, để tạo ra dòng điện dùng để lưu trữ dữ liệu, liên lạc và tính toán. Các thiết bị điện tử spin – gọi như vậy vì chúng sử dụng năng lượng nhiệt để tạo ra dòng điện spin – đầy hứa hẹn vì chúng có thể chuyển nhiệt thải thành thông tin spin, khiến chúng cực kỳ tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, các thiết bị nhiệt điện tử spin hiện tại phải chứa vật liệu từ tính để tạo ra và điều khiển spin của electron. Dali Sun, phó giáo sư vật lý và thành viên của Phòng thí nghiệm Điện tử Hữu cơ và Carbon (ORaCEL) tại Đại học bang North Carolina, cho biết: “Chúng tôi đã sử dụng các phonon bất đối để tạo ra dòng điện spin ở nhiệt độ phòng mà không cần vật liệu từ tính”. “Bằng cách áp dụng một gradient nhiệt cho một vật liệu có chứa các phonon đối xứng, bạn có thể định hướng động lượng góc của chúng cũng như tạo ra và kiểm soát dòng điện quay.” Jun Liu, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại NC State và thành viên ORaCEL, cho biết. Cả Liu và Sun đều là đồng tác giả của nghiên cứu, xuất hiện trong Vật liệu tự nhiên (“Hiệu ứng Seebeck spin được kích hoạt bằng chirus-phonon”). Phonon bất đối là nhóm nguyên tử chuyển động theo hướng tròn khi bị kích thích bởi một nguồn năng lượng – trong trường hợp này là nhiệt. Khi các phonon di chuyển qua một vật liệu, chúng truyền chuyển động tròn hay xung lượng góc đó qua vật liệu đó. Xung lượng góc đóng vai trò là nguồn của spin, và độ đối xứng quyết định hướng của spin. Sun nói: “Vật liệu chirus là những vật liệu không thể xếp chồng lên hình ảnh phản chiếu của chúng. “Hãy nghĩ đến bàn tay phải và tay trái của bạn – chúng đều có tính đối kháng. Bạn không thể đeo găng tay trái vào tay phải hoặc ngược lại. 'Sự thuận tay' này cho phép chúng tôi kiểm soát hướng quay, điều này rất quan trọng nếu bạn muốn sử dụng những thiết bị này để lưu trữ bộ nhớ.” Các nhà nghiên cứu đã chứng minh dòng spin do phonon tạo ra bất đối trong perovskite hữu cơ-vô cơ lai hai chiều bằng cách sử dụng gradient nhiệt để đưa nhiệt vào hệ thống. “Cần có một gradient vì sự chênh lệch nhiệt độ trong vật liệu – từ nóng đến lạnh – thúc đẩy chuyển động của các phonon đối xứng xuyên qua nó”, Liu nói. “Gradient nhiệt cũng cho phép chúng tôi sử dụng nhiệt thải thu được để tạo ra dòng điện quay.” Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng công trình này sẽ dẫn đến các thiết bị điện tử spin rẻ hơn và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng hơn. Liu cho biết: “Việc loại bỏ nhu cầu về từ tính trong các thiết bị này có nghĩa là bạn đang mở rộng cánh cửa tiếp cận các vật liệu tiềm năng”. “Và điều đó cũng có nghĩa là tăng hiệu quả chi phí.” Sun cho biết: “Việc sử dụng nhiệt thải thay vì tín hiệu điện để tạo ra dòng điện quay giúp hệ thống tiết kiệm năng lượng – và các thiết bị có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng”. “Điều này có thể dẫn đến sự đa dạng hơn về các thiết bị điện tử spin mà chúng tôi hiện có.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62394.php