Жижиг шахалт нь экзотик материалуудын соронзон шинжийг эрс өөрчилдөг

Оук Ридж үндэсний лабораторийн Эрчим хүчний яамны эрдэмтэд нэгэн амлалттай шинэ материалын ангилал болох альтермагнетууд (altermagnets)-ийн соронзон шинж чанарт бага хэмжээний даралт нь эрс өөрчлөлт авчирч чадахыг нээжээ. Нейтроны туршилт ашиглан судлаачид энгийн механик шахалт эдгээр материалын зан төлөвийг хэрхэн өөрчилдөгийг тогтоож, соронзонгоо удирдах шинэ боломжит арга замыг санал болгож байна.

Physical Review X болон Advanced Materials сэтгүүлд зэрэгцэн нийтлэгдсэн хоёр судалгааны үр дүнгээс харахад механик стресс нь соронзон бүтэц болон электронуудын хөдөлгөөн хоёуланд нь нөлөөлдөг. Энэ чадвар нь дэвшилтэт электрон технологид судлагдаж буй материалуудыг удирдах энгийн арга болж чадна.

Альтермагнетууд ирээдүйн электроникт юугаараа чухал вэ

Онцгой амлалттай хэрэглээний нэг нь спинтроник (spintronics), өөрөөр хэлбэл спин электроник юм. Мэдээллийг электроны цахилгаан цэнэгээр боловсруулж, хадгалдаг уламжлалт электроникоос ялгаатай нь спинтроник электроны спин гэгддэг шинж чанарыг бас ашигладаг.

Альтермагнет зэрэг тохиромжтой материалыг олж, хөгжүүлж чадвал энэ арга утасгүй холбооноос квант тооцоолол хүртэлх технологид томоохон дэвшил авчирч болно.

"Соронзон домайнуудыг удирдсанаар бид тээвэрлэлтийн зан төлөвт шbirbirтэй шууд нөлөөлж чадна, энэ нь эдгээр материалыг спинтроник технологид судлах боломжийг нээж өгч байна" гэж ORNL-ийн өмнөх нейтроны эрдэмтэн, Райсын их сургуулийн Пэнчэн Дай хэлэв.

Энгийн шахалт нь гайхалтай соронзон өөрчлөлтийг илрүүлнэ

Эдгээр материалд даралт хэрхэн нөлөөлөхийг судлахын тулд ORNL-ийн баг манганы теллурид болон төмрийн сульфидын жижиг талстуудыг хоёр титан хавтангийн хооронд байрлуулж, зөөлөн шахав.

ORNL-ийн Spallation Neutron Source дахь нейтроны дифракцийг ашиглан эрдэмтэд талстын дотор соронзон бүтцэд юу болсныг шинжилсэн. Хэрэглэсэн даралт нь материал дахь тодорхой соронзон байрлалтай хэсгүүд болох соронзон домайнуудын харьцangаа эзлэх хувийг өөрчилсөн болохыг тэд олж мэдсэн. Мөн стресс нь аномаль Холлын эффект гэгддэг цахилгаан үзэгдлийг өөрчилсөн нь механик шахалт материалын цахилгаан зан төлөвт нөлөөлсөнд нотолгоо болсон.

"Сонирхолтой нь, хоёр хавтангийн хооронд хийсэн жижиг механик шахалт гэх мэт нэг бүтээлч туршилтын санаа нь огт шинэ соронзон зан төлөвийг илрүүлж, салбарыг урагшлуулж чадна. Нейтроны тархалт энд маш чухал үүрэгтэй бөгөөд соронзонд гарсан суурь өөрчлөлтийг харуулдаг" гэж холбоотой хоёр нийтлэлийн хамтран зохиогч, ORNL-ийн нейтроны эрдэмтэн Фэн Е хэлэв.

Судалгааны үр дүн нь харьцангуй энгийн туршилт нь соронзон материалыг удирдах шинэ арга замыг нээж, ирээдүйн спинтроник төхөөрөмжийн суурь бүрдэлийг хөгжүүлэхэд тусалж болохыг харуулж байна.

ORNL-ийн Spallation Neutron Source нь АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Шинжлэх ухааны товчооны хэрэглэгчийн байгууламж юм.