Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Preklopite skript na magnetno-pomožni sistem

Anonim

Kondenzatorji, elektronske komponente, ki shranjujejo in hitro sproščajo napolnjenost, igrajo pomembno vlogo pri številnih vrstah električnih tokokrogov. Imeli bodo enako pomembno vlogo pri spektronskih napravah naslednje generacije, ki izkoristijo ne samo elektronski naboj, ampak tudi vrtijo - majhen magnetni moment vsakega elektronika.

oglas


Mednarodna ekipa raziskovalcev je pred dvema letoma pokazala, da z manipulacijo elektronskega vrtenja na kvantni magnetni tunelni povezavi - nanosnega sendviča iz dveh kovinskih elektrod z izolatorjem na sredini - lahko povzroči veliko povečanje kapacitete junctiona.

Torej, ta ista raziskovalna ekipa je obrnila skript o pojavu, znanem kot magnetopapustnost. V prispevku, objavljenem v reviji Scientific Reports, je razvidno, da so z uporabo različnih materialov za izgradnjo kvantnega tunelskega križišča sposobni spremeniti kapaciteto z manipuliranjem vrtljajev na nasprotni strani od "normalne" magnetno-propustnosti. Ta inverzni učinek, pravijo raziskovalci, dodaja še en potencialno koristen pojav orodju spintronics.

"To nam daje več parametrov prostora za načrtovanje naprav, " je povedal Gang Xiao, predsednik oddelka za fiziko v Brownu in eden od koautorjev tega prispevka. "Včasih je običajna kapacitivnost morda boljša, včasih pa je lahko tudi obratno boljša, odvisno od aplikacije. To nam daje malo več prožnosti."

Magnetni aparati so lahko še posebej koristni, pravi Xiao, pri izdelavi magnetnih senzorjev za vrsto različnih spintronic naprav, vključno z računalniškimi trdi diski in naslednjimi generacijami spominskih čipov za slučajen dostop.

Raziskava je bila sodelovanje med laboratorijem Xiao v Brownu, laboratoriju Hideo Kaiju in Taro Nagahama na japonski univerzi Hokkaido in laboratoriju Osamu Kitakami na univerzi Tohoku.

Xiao že več let preiskuje magnetne tunelske povezave. Majhne povezave lahko delujejo na enak način kot kondenzatorji v standardnih vezjih. Izolator med dvema prevodnima elektrodama upočasnjuje prost pretok toka preko križišča, ustvarja odpornost in drug pojav, kapacitivnost.

Toda kaj je še posebej zanimivo za tunelske povezave je, da lahko količino kapacitivnosti dinamično spreminjate tako, da manipulirate z vrtenjem elektronov v dveh kovinskih elektrodah. Elektrode so magnetne, kar pomeni, da se elektroni, ki se vrtijo v vsaki elektrodi, usmerijo v eno smer. Relativna smer vrtenja med dvema elektrodama določa, koliko kapacitivnosti je prisotno na križišču.

Xiao in raziskovalna ekipa sta v svojem prvem delu o tem pojavu pokazali, kako velika bi lahko bila sprememba kapacitivnosti. Z uporabo elektrod iz železovega-kobalt-borona so pokazali, da bi lahko s prepletanjem vrtinčenj od proti paralelnega do vzporednega povečali kapacitivnost v poskusih za 150 odstotkov. Na podlagi teh rezultatov je ekipa razvila teorijo, ki napoveduje, da bi lahko v idealnih razmerah sprememba kapacitivnosti dejansko znašala do 1000 odstotkov.

Teorija je tudi predlagala, da bi z uporabo elektrod iz različnih vrst kovin ustvarili inverzni učinek magnetoskopacitance, pri katerem anti-vzporedni vrtljaji ustvarjajo več kapacitivnosti kot vzporedni vrtljaji. To je ravno to, kar so pokazali v tej najnovejši študiji.

"Uporabili smo železo za eno elektrodo in železov oksid za drugega, " je dejal Xiao. "Električne lastnosti obeh sta zrcalna slika med seboj, zato smo opazili ta inverzni učinek magnetokapacitance."

Xiao pravi, da ugotovitve ne kažejo le na večji parameter prostora za uporabo magnetno-propustnosti v spintronic napravah, temveč tudi pomembno preverjanje teorije, ki jo znanstveniki uporabljajo za razlago tega pojava.

"Zdaj vidimo, da teorije dobro ustrezajo eksperimentu, zato smo lahko prepričani v uporabo naših teoretičnih modelov, da bi povečali te učinke, bodisi" normalen "učinek ali obratni učinek, ki smo ga dokazali tukaj, " je dejal Xiao.

oglas



Story Source:

Materiali, ki jih ponuja Univerza Brown . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Hideo Kaiju, Taro Nagahama, Shun Sasaki, Toshihiro Shimada, Osamu Kitakami, Takahiro Misawa, Masaja Fujioka, Junji Nishii, Gang Xiao. Inverzna magnetna vpojnost v tunelih Fe / Al-oxide / Fe3O4 . Znanstvena poročila, 2017; 7 (1) DOI: 10.1038 / s41598-017-02361-4