Kemisk trykindstilling magnetiske egenskaber

Usædvanlig, bittesmå hvirvler, der snurrer på overfladen af ​​visse magneter, kan tilbyde en måde at reducere energibehovet på computere. Kontrol af hvirvlerne er nøglen. Forskere fandt ud af, at kemisk substitution i en velundersøgt magnet fungerede som en effektiv knap til at justere de magnetiske egenskaber. Tilføjelse af et par lidt større atomer til magneten udvidede krystalgitteret, eller atomarrangement. Udvidelsen anvendte et "negativt kemisk" tryk på systemet. Trykket ændrede magnetismens karakter og stabiliserede en eksotisk hvirvelfase kaldet skyrmion gitter.

Denne yderligere forståelse af, hvordan man opretter og stabiliserer skyrmions, kan bringe os tættere på magnetiske hukommelsesenheder, der kræver mindre elektrisk strøm for at blive styret. Værket gav også indsigt i oprindelsen til interaktioner, der er ansvarlige for dannelsen af ​​skyrmion.

Siden opdagelsen af ​​magnetiske skyrmions-topologisk stabil vortexlignende spintekstur-i et velstuderet magnetisk metal i 2009, meget forskning er fokuseret på de grundlæggende egenskaber og oprindelsen af ​​denne usædvanlige magnetiske fase. Skyrmions er relativt store og følsomme over for lave strømme og har derfor potentiale for elektroniske enheder med lav effekt.

Det nuværende arbejde fokuserede på at forstå de funktioner, der skaber og stabiliserer skyrmions, især en antisymmetrisk interaktion, der menes at være ansvarlig for udviklingen af ​​skyrmion-gitteret. Forskere brugte kemisk substitution med lidt større atomer på ikke-magnetiske steder på krystalgitteret for at udvide strukturen. Uventet på relativt lave niveauer, kemisk substitution påvirkede den magnetiske karakter og ladningstransportens egenskaber.

Eksperimenter afslørede en ændring i karakteren af ​​den elektroniske struktur, der menes at være den afgørende faktor for den antisymmetriske interaktion i hjertet af skrymiondannelse. Denne forskning viste den magnetiske tilstands dramatiske afhængighed af størrelsen af ​​krystalgitteret og peger på muligheden for at undersøge oprindelsen til antisymmetriske interaktioner gennem en kombination af eksperimenter, neutronspredning, og elektronisk strukturberegning.