2018年6月11日
最上面一行显示电子阶段,第二行显示了磁感应,最后一行显示了模拟阶段图表不同磁畴特性的多层材料样本。第一列是一个对称的薄膜材料和第二列是一个不对称的含钆和钴薄膜。酒吧的规模是200纳米(十亿分之一米)。虚线表示域墙和箭头表示的手性分子。(图片来源:伯克利实验室)
劳伦斯伯克利国家实验室的一个研究小组(伯克利实验室)已经证实存在手性纳米厚的多层材料的样本一个混乱的结构。亚博网站下载的信息可以用于数据的传输和存储。
因为大多数电子设备都依赖于电子的电荷的流动,全世界的研究者们都想疯狂地寻找创新的方法来改变电子通过发展电子材料和技术来控制其他内在特征,如旋转和绕原子,它可以被想象为类似罗盘针面对各方向调整。亚博网站下载
研究认为,这些属性可能导致更可靠,更快速,和较小的数据存储,使自旋电子学的一个方面就是自旋电流的应用程序域和域的操纵。发展spintronics-driven设备产生较少的热量,不需要那么多权力与传统设备相比现在也是可能的。
在最近的一项研究中,研究人员从伯克利实验室的分子铸造和先进光源(ALS)证实的存在手性过渡区域(称为域壁)相邻磁域之间相反的旋转。
研究人员认为,手性控制为了控制磁域和传统计算机内存传送0和1。
样品由钴和钆的非晶态合金,铱、铂的超薄层之间插入已知有强烈影响邻近旋转。
在当今的计算机电路,硅片是常用的基于硅的晶体结构,定期有序的结构。在这项研究中,使用的材料样品实验无定形(或非结晶的),这表明他们的原子结构是混乱的。
实验表明,磁域壁的属性表现出主导手性,可能翻它的反面。这种翻转机制将成为自旋电子学的关键使能技术和不同领域的研究,是基于电子的自旋属性。
实现优化的手性的影响,该研究小组努力确定最优浓度、厚度、和分层的元素,以及其他因素。
现在我们已经证明了我们可以手性磁性非晶薄膜,之前没有人证明。”
罗伯特•Streubel第一作者
Streubel还指出,有利结果的实验为调节某些特征的域壁铺平了道路(例如,手性)和温度,以及使用光交换物质的手性性质。
Streubel表示,尽管其混乱的结构,非晶态材料也可以抑制产生的一些缺点晶体材料自旋电子学应用。亚博网站下载
研究人员采用了一种特殊的、高分辨率的电子显微镜方法在伯克利实验室的分子铸造和执行所谓的洛伦兹观察实验模式图像材料的磁性特征样本。
x射线方法的结果合并与ALS,称为磁圆二色性光谱,证实纳米磁手性样品。
洛伦兹显微镜方法采用在分子铸造国家中心的电子显微镜提供了几十个纳米的分辨率需要解决自旋磁畴特征纹理。
高空间分辨率这个工具允许我们看到域墙和我们的手性材料通过整个堆栈。亚博网站下载”
彼得•菲舍尔合著者
费舍尔说,高精密,高分辨率的实验方法,它使用x射线和电子束,instance-now使研究人员调查复杂的材料,没有一个明确的结构。亚博网站下载
费舍尔表示,最终的研究工具,这是迫在眉睫的考虑到下一代的x射线和电子探针,将使研究人员能够直接视图,在原子分辨率,磁性开关发生在材料的界面在飞秒- 1秒的1/1000000000000000时间尺度。
我们的下一步是因此进入这些领域的手性的动态墙在一种无形的系统:形象这些域壁时移动,和原子聚集在一起”。
彼得•菲舍尔合著者
洛伦兹显微镜方法的结果送入一个数学算法,由Streubel特制的,确定手性和畴壁类型。另一个困难是样品的生长的优化实现手性影响的帮助下称为溅射的传统方法。
在未来,它将可能应用算法,以及实验方法,一套完整的样品材料,”亚博网站下载应该适用于不同的材料不同的目的亚博网站下载,”Streubel表示。
团队还认为,这项研究可以帮助引导研发与旋转orbitronics,在“拓扑保护”(弹性和稳定)旋转纹理称为skyrmions可能取代小域墙材料的传播,导致快速和电力需求较低的小型计算设备与传统设备相比。
分子的铸造和ALS能源部科学办公室用户设备。亚博老虎机网登录美国能源部科学办公室的支持本研究。亚博老虎机网登录