Fysisk forskning i kondenseret stof kunne revolutionere dataoverførsel og lagring
Figur 1:a) I bulk, (Pt, Pd)CoO2 kan opfattes som en vekslende stak af metalliske og isolerende lag. Polær ladning ved den CoO2-terminerede overflade gør imidlertid overfladelaget metallisk, og tillader det at være værtsstater, der er bemærkelsesværdigt forskellige fra bulkkrystallens. Den underliggende årsag til disse tilstandes fascinerende egenskaber er CoO2-oktaedrene ved overfladen (fig. 1b). Det er energimæssigt mere gunstigt for elektroner at hoppe gennem overfladens (lyserøde) oxygen end gennem den underjordiske (lilla) oxygen, således introducerer en stor energiskala af inversionssymmetribrud. Dette giver igen mulighed for at udvikle en maksimal spin-splitning, når størrelsen af atomisk spin-kredsløbskobling, som vist ved fotoemissionsmålingen (fig. 1c). Kredit:University of St. Andrews
Forskning ledet af University of St. Andrews for at udvikle en rute til at skabe overfladetilstande med en maksimal energiforskel mellem elektroner med forskellige spins kunne hjælpe med at designe materialer til brug i den nye generation af elektroniske enheder.
Udkommer i morgen kl Natur (28. september), forskere fra University of St. Andrews og Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids i Dresden, i samarbejde med beamline personale fra Diamond Light Source og Elettra i Italien, beskrev en ny rute for at maksimere spin-opdelingen af overfladetilstande.
Materialernes overflader kan rumme unikke elektroniske egenskaber, hvor elektronerne opfører sig meget anderledes end det indre. I særdeleshed, overfladens iboende brudte symmetrier sammenlignet med prøvens bulk muliggør en adskillelse af energitilstande i henhold til deres spin. Spin-opdelingen er kernen i en række foreslåede nye elektroniske enheder, hvor både ladning og spin af elektroner kan bruges. Denne teknologi kan føre til mere effektiv dataoverførsel og lagring. Imidlertid, at muliggøre denne udvikling, det er nødvendigt først at forstå den underliggende fysik af spin-splitning, og især hvordan man maksimerer effektens størrelse.
Ved at overveje hierarkierne af energiskalaer i systemet, forskerholdet identificerede, at en maksimal spin-splitting situation kunne realiseres ved først at have en meget stor energiskala forbundet med, at inversionssymmetrien brydes ved overfladen. De målte derefter den elektroniske struktur af PtCoO 2 , PdCoO 2 og PdRhO 2 , alle tilhører delafossit-familien af lagdelte oxidmaterialer, og fandt en betydelig spin-splitning, beviser, at dette scenarie faktisk kan realiseres. Deres resultat giver et nyttigt princip for design af nye materialer med interessante og potentielt nyttige overflader og grænsefladetilstande
Kredit:University of St. Andrews
Hovedforfatter Veronika Sunko ved University of St Andrews, sagde:"Det er vigtigt at overveje energihierarkiet, og derefter at finde en struktur, hvor der er naturligt store energiskalaer forbundet med inversionssymmetrien, der bryder ved overfladen."
Varme artikler
-
En ny type infrarøde polaritoner på overfladen af bulkkrystallerIllustration af spøgelsespolaritoner, der forplanter sig væk fra en punktkilde over en calcitoverflade. Kredit:Weiliang Ma/HUST Et internationalt hold har rapporteret ind Natur den første observ -
Sådan fremstilles superstærke permanente magneterAlle mulige måder at fremstille en permanent magnet er anført i Joseph Henrys studerende notebook, der opbevares på Princeton University. Henry, det amerikanske fysiker fra det 18. århundrede, er kend -
Sådan konverteres 12 Volt Generator til 120 VoltEn generator er en elektromekanisk enhed, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi. En generator kaldes således, fordi den producerer vekselstrøm. Denne energi kan konverteres fra en sp -
Sådan beregnes MomentumLigningen til at beregne momentum er enkel: P = M * V, hvor P står for momentum, M står for objektets masse og V står for objektets hastighed. Så er momentet i et objekt produkt af dets masse og hasti