首次在合成晶體中發(fā)現(xiàn)螺旋磁性

科學(xué)家們還觀察到了另一種磁力類型首次在實(shí)驗(yàn)室制造的晶體中，有望推動(dòng)電子學(xué)效率和速度的提高，并開(kāi)辟基礎(chǔ)物理學(xué)的新探索領(lǐng)域。

在之前的基礎(chǔ)上理論預(yù)測(cè)，這一發(fā)現(xiàn)背后的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在碘化鎳 （NiI₂），一種二維晶體，具有這種磁性出現(xiàn)所需的精確特性。

“這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)全新的想法，我們決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，因?yàn)槲覀円庾R(shí)到碘化鎳是顯示這種 p 波磁體效應(yīng)的好候選者。”說(shuō)麻省理工學(xué)院物理學(xué)家 Riccardo Comin。

在典型的磁體中，電子都傾向于共享一種稱為自旋的特性的排列方式。實(shí)際上，這意味著它們的微小圓規(guī)都指向同一個(gè)方向，構(gòu)建了它們的磁場(chǎng).

在被稱為反鐵磁體的材料中，這些自旋對(duì)齊以在宏觀尺度上完美地抵消。

P 波磁性將傳統(tǒng)的鐵磁性與反鐵磁性以一種獨(dú)特的方式產(chǎn)生各種自旋態(tài)的鏡像螺旋，這些螺旋在很大程度上抵消了磁性。在高溫爐中生產(chǎn)的超薄碘化鎳片允許電子根據(jù)其周圍環(huán)境中的磁場(chǎng)向不同方向旋轉(zhuǎn)。

通過(guò)閃耀偏振光（它像開(kāi)瓶器一樣振蕩，而不是以更傳統(tǒng)的波狀模式上升和下降）在他們的材料上，研究人員揭示了電子自旋中的螺旋狀構(gòu)型。

除了觀察這種新穎的磁力形式外，研究人員還能夠控制它，使用小電場(chǎng)調(diào)整其自旋狀態(tài)和特性。

“我們證明了這種新形式的磁力可以通過(guò)電縱，”說(shuō)來(lái)自麻省理工學(xué)院 （MIT） 的物理學(xué)家 Qian Song。

“這一突破為新型超快、緊湊、節(jié)能和非易失性磁性存儲(chǔ)器件鋪平了道路?！?/p>

最終結(jié)果是電子自旋理論上可以以復(fù)雜、可控的方式進(jìn)行切換，從而在新興領(lǐng)域中具有潛在的用途自旋電子學(xué);一種使用 electron 自旋來(lái)存儲(chǔ)內(nèi)存、計(jì)算或移動(dòng)能量的方法。

這是非常規(guī)可能性的又一次證明磁力類型，超越了標(biāo)準(zhǔn)的羅盤(pán)針和揚(yáng)聲器系統(tǒng) - 可能會(huì)帶來(lái)全新的材料類別.

這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還有一段路要走，但最終這可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存芯片更密集、更快、更高效——能源使用仍然是一個(gè)問(wèn)題人工智能的興起.

目前，像這樣的系統(tǒng)需要仔細(xì)校準(zhǔn)和特殊的實(shí)驗(yàn)室條件，但未來(lái)有很大的潛力：縱電子自旋而不是電荷的電子設(shè)備，使系統(tǒng)更高效。

“我們只需要一個(gè)小電場(chǎng)來(lái)控制這種磁開(kāi)關(guān)，”說(shuō)歌?！癙 波磁體可以節(jié)省五個(gè)數(shù)量級(jí)的能量。這是巨大的。

該研究已發(fā)表在自然界.

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