Demonstrerer drevne rum-tid-krystaller ved stuetemperatur

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Tyskland og Polen har demonstreret drevne rum-tid-krystaller ved stuetemperatur. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysiske anmeldelsesbreve , gruppen beskriver anvendelsen af ​​teorier omkring rumtidskrystaller på magnoner, og hvordan det gjorde det muligt for dem at udnytte elektronspin på en måde, der kunne vise sig nyttig i informationsteknologiske applikationer.

Krystaller er defineret ved gentagne mønsterstrukturer. Anden forskning (af Frank Wilczek i 2012) har antydet, at rum-tid-krystaller er defineret på lignende måder med strukturer, der gentager sig i både tid og rum. Nyere arbejde har ført til at beskrive køreplaner for deres oprettelse i et laboratorium. I denne nye indsats, forskerne har brugt magnoner (kvasipartikler, der er kollektive excitationer af elektronernes spinstruktur i en krystal) til at realisere drevne rum-tid-krystaller i et rumtemperaturmiljø. Håbet er, at sådanne strukturer, med deres nye materietilstand, kan bruges til at lagre information med langt mere energieffektivitet end teknologier, der bruges nu.

For at skabe deres rum-tid krystaller, forskerne placerede en længde af nikkel-jernlegering i et radiofrekvensfelt. Dette resulterede i oprettelsen af ​​ophidsede magnoner, hvilket skubbede dem til at antage et dynamisk mønster - forskerne beskrev dem som ligner bolde på et poolbord, selvom i dette tilfælde, alle bolde vendte tilbage til deres oprindelige positioner efter at have passeret ud af radiofrekvensfeltet.

Forskerne lavede billeder af deres krystaller ved hjælp af røntgenmikroskopi og brugte derefter billederne til at drive andre magnoner mod dem, de havde skabt. Dette resulterede i, at de nyligt introducerede magnoner spredte sig i mønstre, der ligner dem for almindelige krystaller. Det resulterede også i produktionen af ​​kortere magnoner (så små som 100 nm bølgelængder) med afstembare bølgelængder - tuning kunne opnås ved at ændre karakteristika for radiofrekvensfeltet. Forskerne bemærker, at det at være i stand til at omkonfigurere rum-tid-krystaller ved hjælp af deres metode i et miljø med stuetemperatur kunne give mulighed for konstruktion af nye informationsteknologiske enheder, der bruger langt mindre energi.

© 2021 Science X Network