İki dünyanın en iyisi: Manyetizma ve Weyl semimetalleri

İki dünyanın en iyisi: Manyetizma ve Weyl semimetalleri
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


İki dünyanın en iyisi: Manyetizma ve Weyl semimetalleri

Manyetizma ve topoloji kombinasyonu, termoelektrik, spintronik, fotovoltaik, kuantum hesaplama ve diğer kuantum teknolojilerinde yeni bilimlere ve uygulamalara yol açmaktadır. Kredi: MPI CPfS

Elektriğin hiçbir kayıp olmadan elektriğin içinden akabileceği veya elektrik santrallerine ihtiyaç duymadan dünyadaki tüm verilerin bulutta saklanabileceği bir dünya düşünün. Bu hayal edilemez görünüyor ama büyülü özelliklere sahip yeni bir malzeme ailesinin keşfi ile böyle bir hayale giden bir yol açıldı.

Bu malzemeler – manyetik Weyl yarı metalleri – doğası gereği kuantumdur ancak topoloji ve spintronicsin iki dünyasını birbirine bağlar. Topolojik malzemeler, enerji kaybı olmadan hareket eden süper hızlı elektronlar dahil garip özellikler gösterir. Öte yandan, manyetik malzemeler, elektrikli arabalar için mıknatıslardan bilgisayarlardaki ve buluttaki her sabit disk sürücüsündeki spintronik cihazlara kadar günlük yaşamımız için çok önemlidir. Manyetik bir Weyl yarı metal (WSM) kavramı havadaydı ama gerçek bir yaşam materyali şimdilerde MPI CPfS, ​​Dresden'deki Claudia Felser ekibi tarafından iki farklı bileşikte gerçekleştirildi.2MnGa ve Co3Sn2S2.

Bu olağanüstü materyalleri bulmak için, Felser ekibi materyal veritabanını taradı ve gelecek vaat eden adayların listesini buldu. Bu malzemelerin manyetik WSM'ler olduğunun kanıtı, Co'nun elektronik yapı incelemeleri yoluyla elde edildi.2MnGa ve Co3Sn2S2. Claudia Felser'in MPI CPfS grubundaki bilim adamları ve Stuart Parkin'in Mikroyapı Fiziği MPI, Halle adlı ekibi, M. Zahid Hasan'ın Princeton ekibi, Oxford Üniversitesi'nden Yulin Chen ve Weizmann Bilim Enstitüsü'nden Haim Beidenkopf'un ekibi ile işbirliği içinde , bu üç malzemede yayınlanan çalışmalarda manyetik Weyl fermantasyonlarının varlığını deneysel olarak doğruladılar. Bilim bugün.

İlk defa, açıyla çözülmüş foto-emisyon spektroskopisi (ARPES) ve taramalı tünel mikroskopu (STM) deneyleri kullanılarak, MPI CPfS'de yetiştirilen yüksek kaliteli tek kristallerin mümkün kıldığı, zaman ters simetri kırılmış WSM durumları gözlendi. "Manyetik WSM'lerin keşfi, yüksek sıcaklıkta kuantum ve spintronik etkilerin gerçekleştirilmesine doğru atılmış büyük bir adımdır. Sırasıyla yüksek oranda ayarlanabilir Heusler ve Shandite ailelerinin üyeleri olan bu iki malzeme, spintronic ve magneto'daki gelecekteki çeşitli uygulamalar için ideal platformlardır. – veri depolama ve bilgi işlemeye yönelik teknolojilerin yanı sıra enerji dönüşüm sistemlerindeki uygulamalar ", diyor Max Planck Mikroyapı Fiziği Enstitüsünün Genel Müdürü Stuart Parkin, Halle.

Co da manyetik topolojik durumlar2MnGa ve Co3Sn2S2 Topolojik durumlarıyla ilişkili güçlü Berry eğriliği nedeniyle, gözlenen anormal kuantum taşınım etkilerinin kökeninde önemli bir rol oynamaktadır. Weyl nodal çizgisi ve nodal nokta bandı yapısı ile2MnGa ve Co3Sn2S2 Hem büyük anormal Hall iletkenliğini hem de anormal Hall açısını barındıran, bilinen iki malzeme örneğidir. "Bizim malzemelerimiz yüksek dereceli sıcaklık, net topolojik bant yapısı, düşük yük taşıyıcı yoğunluğu ve güçlü elektromanyetik tepki gibi doğal avantajlara sahiptir. Bir manyetik maddenin kuantum hapsi yoluyla yüksek sıcaklık kuantum anormal Hall etkisi (QAHE) sergileyen bir malzemenin tasarımı WSM ve kuantum cihazlarına entegrasyonu bir sonraki adımımızdır "diyor Claudia Felser.

Manyetik WSM'lerin keşfi, bir oda sıcaklığı QAHE'nin gerçekleştirilmesinde büyük bir adımdır ve yeni enerji dönüşüm konseptlerinin temelini oluşturur. "Bir Kuantum Anormal Bir Salon etkisi, doğuştan döndürülen polarize olan kiral kenar durumları vasıtasıyla dağılmasız taşımayı sağlar." hemen Yan Sun'ı fark etti. QAHE'nin oda sıcaklığında gerçekleştirilmesi, günümüzde pek çok elektron saçılma kaynaklı güç kaybından etkilenen, veri tabanlı teknolojilerin sınırlamalarının aşılmasıyla devrim niteliğinde olacaktır. Bu, yeni nesil düşük enerji tüketen kuantum elektronik ve spintronik cihazlara yol açacaktır.


Bir Weyl sisteminde topoloji ve manyetizma evliliği


Daha fazla bilgi:
Noam Morali ve arkadaşları, manyetik Weyl semimetal Co3Sn2S2’nin yüzey sonlandırmalarında Fermi-arc çeşitliliği, Bilim (2019). DOI: 10.1126 / bilim.aav2334

D. F. Liu ve diğ. Kagome kristalinde manyetik Weyl semimetal evresi, Bilim (2019). DOI: 10.1126 / bilim.aav2873

Ilya Belopolski ve diğ. Oda sıcaklığında bir mıknatıstaki topolojik Weyl fermantasyon hatlarının ve drumhead yüzey durumlarının keşfi, Bilim (2019). DOI: 10.1126 / bilim.aav2327

Tarafından sunulan
Max Planck Topluluğu


Alıntı:
                                                 İki dünyanın en iyisi: Manyetizma ve Weyl dönemleri (2019, 20 Eylül)
                                                 22 Eylül 2019 tarihinde alındı
                                                 https://phys.org/news/2019-09-worlds-magnetism-weyl-semimetals.html adresinden

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan herhangi bir dürüst işlem dışında,
                                            Bölüm, yazılı izin olmadan çoğaltılabilir. İçerik sadece bilgi amaçlıdır.



Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »