Bazel universiteti va Tsyurixdagi ETH tadqiqotchilari lazer nurlari yordamida maxsus ferromagnitning qutblarini o‘zgartirishga muvaffaq bo‘lishdi. Kelajakda bu usul yorug'lik bilan moslashuvchan elektron sxemalarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
Ferromagnitda birlashgan kuchlar ishlaydi. Kompas ignasi shimolga ishora qilishi yoki muzlatgich magniti muzlatgich eshigiga yopishib qolishi uchun ularning ichida son-sanoqsiz elektronlar aylanadi, ularning har biri faqat kichik magnit maydon hosil qiladi, barchasi bir xil yo'nalishda turishi kerak. Bu ferromagnit ichidagi tartibsiz termal harakatdan kuchliroq bo'lishi kerak bo'lgan spinlar orasidagi o'zaro ta'sirlar orqali sodir bo'ladi. Agar materialning harorati kritik qiymatdan past bo'lsa, u ferromagnitga aylanadi.
Aksincha, ferromagnitning polaritesini o'zgartirish uchun odatda uni kritik haroratdan yuqori qizdirish kerak. Elektron spinlari keyinchalik o'z yo'nalishini o'zgartirishi mumkin va sovutgandan so'ng, ferromagnitning magnit maydoni oxir-oqibat boshqa yo'nalishga ishora qiladi.
Bazel universiteti professori Tomaş Smolenski va Tsyurixdagi ETH professori Ataç Imamog‘lu boshchiligidagi tadqiqotchilar guruhi endi hech qanday isitishsiz faqat yorug‘likdan-foydalanib, bunday yo‘nalishni-o‘zgartirishga muvaffaq bo‘lishdi. Ular o'z natijalarini nashr etishdiTabiat.
O'zaro ta'sirlar va topologiya
"Bizning ishimizning hayajonli tomoni shundaki, biz zamonaviy kondensatsiyalangan moddalar fizikasidagi uchta katta mavzuni bitta tajribada birlashtirdik: elektronlar o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sirlar, topologiya va dinamik boshqaruv", - deydi Imomog'lu.
Bunga erishish uchun tadqiqotchilar bir-biriga nisbatan bir oz egilgan organik yarimoʻtkazgich molibden ditelluridning ikki yupqa qatlamlari-dan iborat maxsus materialdan foydalanganlar.
Bunday materiallarda shunday-topologik holatlar hosil bo'lishi mumkin. Oddiy qilib aytganda, topologik holatlar ularning tashqi ko'rinishiga qarab tavsiflanishi mumkin: to'p (teshiksiz) yoki donut (bir teshik). Muhimi shundaki, to'pni oddiy deformatsiya bilan donutga aylantirib bo'lmaydi, ya'ni topologik holatlar aniq va doimiy ravishda aniqlanadi.
Smolenski va Imamog'lu tomonidan{0}}birgalikda olib borilgan yangi tajribalarda elektronlar izolyatsion topologik holatlar va o'tkazuvchi metall holatlar o'rtasida sozlanishi mumkin edi. Shunisi e'tiborga loyiqki, o'zaro ta'sirlar ikkala holatdagi elektron spinlarini bir-biriga parallel ravishda tekislashiga olib keladi va materialni ferromagnitga aylantiradi.
“Bizning asosiy natijamiz shundan iboratki, biz spinlarning kollektiv yo‘nalishini o‘zgartirish uchun lazer zarbasidan foydalanishimiz mumkin”, deydi fan nomzodi Olivier Xuber. hamkasbi Kilian Kuhlbrodt va Tomaş Smolenski bilan birgalikda tajriba o'tkazgan ETH talabasi. Bir necha yil oldin, bu allaqachon bitta elektronlar uchun qilingan, ammo hozir butun ferromagnitning "o'zgarishi" yoki polaritesining o'zgarishiga erishildi.
"Ushbu kommutatsiya doimiy edi va bundan tashqari, topologiya kommutatsiya dinamikasiga ta'sir qiladi", deydi Smoleński.
Ilm-fan, texnologiya va fazoga oid soʻnggi yangiliklar bilan tanishing100 000 obunachikunlik tushunchalar uchun Phys.org ga tayanadiganlar. Bizning bepul axborot byulletenimizga obuna bo'ling va muhim yutuqlar, innovatsiyalar va tadqiqotlar haqida yangiliklar oling-har kuni yoki haftalik.
Obuna boʻling
Ferromagnitni dinamik boshqarish
Shu tariqa lazer pulsi yangi chegara chiziqlarini chizish uchun ham ishlatilishi mumkin, ularning ichida topologik ferromagnit holat joylashgan. Bu topologik va ferromagnit xususiyatlarni dinamik nazorat qilish uchun qayta-qayta bajarilishi mumkin.
Hajmi bor-yoʻgʻi bir necha mikrometr boʻlgan mitti ferromagnit haqiqatda qutbliligini oʻzgartirganligini koʻrsatish uchun tadqiqotchilar ikkinchi, ancha zaifroq lazer nurining aksini oʻlchashdi. Ushbu aks ettirish elektron spinlarning yo'nalishini ochib berdi.
"Kelajakda biz o'z usulimizni chipga ixtiyoriy va moslanadigan topologik sxemalarni optik yozish uchun ishlata olamiz", deydi Smolenski. Keyinchalik bu yondashuv juda kichik elektromagnit maydonlarni o'lchash mumkin bo'lgan kichik interferometrlarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
