Ateities elektronika — iš skirmioninių kristalų? (0)
Egzotiniai dariniai, kurie sudaro kristalines struktūras, gali būti panaudoti kuriant naujos kartos elektronines atmintis.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kristalas, sudarytas ne iš atomų, bet iš egzotinių sūkurinių magnetinių darinių, vadinamų skirmionais, buvo stebėtas beveik kambario temperatūros sąlygomis. Eksperimentą atliko Jošinori Tokura, mokslininkas dirbantis RIKEN mokslo institute (angl. RIKEN Advanced Science Institute) Wako mieste, kartu su kolegomis iš kitų Japonijos institutų. Ankstesni skirmionų kristalinės būsenos stebėjimai pereinamųjų metalų junginiuose su siliciu buvo gauti labai žemose temperatūrose, tai yra žemiau keturiasdešimties kelvinų. Skirmionų egzistavimas kambario temperatūroje atveria pritaikymo galimybes naujoviškų kompiuterių atmintyje.
Skirmionai susidaro ant tam tikro paviršiaus, kai elektronų sukiniai susigrupuoja, sudarydami sferos paviršių (žr. paveiksliuką). Elektronų sukiniai sudaro spiralę tokiu būdu, kad išorėje jie yra nukreipti į viršų, o centre į apačią. Tokiai sukinių tvarkai būdingos daugelis savybių, kurias turi atskiros dalelės. „Skirmioninis kristalas yra periodinė tokių dalelių sistema“, – paaiškino Tokura.
Ankstesni elektronų sklaidos eksperimentai, atlikti kitų mokslininkų, stebėjo šį neįprastą efektą geležies-kobalto bei mangano junginuose su siliciu. Tokura su kolegomis tyrė skirmionus geležies ir germanio junginyje. Ši medžiaga turi tokią pačią kubinę atominės gardelės struktūrą kaip ir anksčiau tirti geležies-kobalto bei mangano junginiai su siliciu, tai yra dvi medžiagos, kuriose skirmionai buvo stebėti žemose temperatūrose. Šiame eksperimente kristalinė struktūra išsilaikė beveik iki kambario temperatūros.
Naudodami elektroninį peršvietimo mikroskopą, mokslininkai tyrė nupoliruotą geležies ir germanio lydinio paviršiaus įsimagnetinimą. Jiems pasisekė užregistruoti skirmionus iki pat dviejų šimtų šešiasdešimties kelvinų. Tai jiems pavyko padaryti panaudojant mažą magnetinį lauką, statmeną paviršiui.
Mokslininkai pastebėjo, kad tiriama medžiaga suteikia nuostabią galimybę skirmioninių kristalų stabilumui nagrinėti. Ankstesni tyrimai pagrindinį dėmesį skyrė labai ploniems medžiagų sluoksniams. Tokura kartu su grupės nariais ištyrė ir sluoksnio storio įtaką. Buvo pastebėta, kad plėvelės storiui tampant didesniam už atstumą tarp skirmionų (eksperimente tai sudarė septyniasdešimt penkis nanometrus), skirmionų kristalinė būsena slopinama ir pradeda dominuoti įprastinė feromagnetinė būsena.
Manoma, kad skirmionai gali būti svarbūs kuriant spintroninius įrenginius, kuriuose informaciją perneštų elektronų sukiniai, panašiai kaip dabar tai daro elektronai įprastinėje elektronikoje. „Skirmioniniai kristalai ateityje gali būti panaudoti atminties ir loginiuose įrenginiuose“, – sakė Tokura.
