Magnetické víry pozorované u hematitu

Enrique Iglesias - SUBEME LA RADIO ft. Descemer Bueno, Zion & Lennox (Official Video) (Duben 2019).

Anonim

Víry jsou obyčejné v přírodě, ale jejich formování může být brzděno silami s velkým dosahem. V nedávno zveřejněné práci v přírodních materiálech mezinárodní tým výzkumníků použil namapovanou elektronovou mikroskopii s rentgenovým magnetickým lineárním a cirkulárním dichroismem k pozorování magnetických vírů v tenkých vrstvách antiferomagnetického hematitu a jejich přenosu do překrývajícího se feromagnetického vzorku. Jejich výsledky naznačují, že feromagnetické víry mohou být merony a ukazují, že páry vortexu / meronu mohou být manipulovány aplikací magnetického pole v rovině, čímž vznikne rozsáhlé vortex-antivortexové annihilace. Feromagnetické merony mohou být považovány za topologicky chráněné spinové bity a mohly by být potenciálně použity pro ukládání informací v paměťových zařízeních na dráhách Meronu, podobně jako u pamětních zařízení, která jsou v současné době zvažována.

Vortice jsou fascinující, dynamické struktury, které se vyskytují přirozeně ve všech délkách, od kosmického až po submicron. Víry patří k nejjednodušším topologickým strukturám, ale v některých systémech (jako jsou krystaly) vzájemné působení na dálku brání jejich formování. To platí pro mikroskopické magnetické víry, které se běžně nenacházejí v feromagnetických materiálech. Tým výzkumníků proto hledal magnetické víry v antiferromagnetu, který má stejné magnetické momenty jako feromagnet, kombinované způsobem, který nevytváří efekt s dlouhým dosahem. Dřívější výzkum ukázal, že ferromagnety a antiferromagnety se mohou navzájem "vytisknout" magnetickým stavem, což vede k otázce, zda by bylo možné vytvořit magnetický vír v antiferromagnetu a přenést ho do feromagnetu.

Výchozím bodem tohoto výzkumu bylo nalezení správného antiferromagnetu, který má správné vlastnosti a je anti-ferromagnetický při pokojové teplotě. Odpověď se ukázala jako obyčejná rzi a 30 nm vrstva oxidu železa (α-Fe 2 O 3, hlavní složka "rez") byla umístěna na krystaly oxidu hlinitého a poté pokryta vrstvou kobaltu 1 nm, feromagnet.

S použitím I06 získal tým snímky obrazového uspořádání rentgenového magnetického lineárního a cirkulárního dichroismu, fotoelementové elektronové mikroskopie (XMLD-PEEM a XMCD-PEEM) s obrazem konfigurace magnetických momentů v materiálech. Při pohledu nejprve na vrstvu rzi našli síť vířivých magnetických vírů, velikostí stovek nanometrů, stejně jako exotické hyperbolické / antivirské víry. Vortice a protivřivky mohou zničit a tým je viděl, že tak učinili ve svých experimentech.

Při pohledu na vrstvu kobaltu zjistili, že magnetické víry vytvořené v antiferromagnetu byly na feromagnetu natištěny.

Hurikán je možná nejznámější druh víru a "oko" uprostřed bouře je oblast jasného počasí způsobená tím, že směr větru se mění směrem dolů, čímž se vytváří oblast s vysokým tlakem ve středu bouřka.

Profesor Paolo Radaelli z Oxfordské univerzity se domnívá, že oko v magnetické bouři je merón, půlkruh, který nese magnetizaci jádra mimo planetu. Meron je topologicky chráněn před změnou magnetického víru kolem něj, ale může být kontrolován. Jedním ze způsobů je použití velkého magnetického pole, které vytváří velkou sílu přitažlivosti a způsobuje, že víry zničí. Vzhledem k tomu, že jako feromagnetické materiály mohou být považovány za topologicky chráněné spinové bity, mají potenciál být použity pro ukládání informací v paměťových zařízeních závodních tras, podobně jako u skyrmionů.

"To by mohlo být základem oxidu elektroniky, což je způsob, jak přesahovat křemík pro novou generaci zařízení. Fyzika může být exotická, ale mohla by nám dovolit stavět nová zařízení, která jsou jednoduchá a zpětně kompatibilní s proudem technologií, "říká profesor Radaelli.

Budoucí experimenty budou vypadat, aby zvýšily hustotu magnetických vírů a prozkoumaly tyto víry v jiných materiálech.

menu
menu