主要な取り組み
[埋め込まれたコンテンツ]
リサーチ
に掲載された研究によると 科学 (「希土類ハロゲン化物のキラルフォノンによる大きな有効磁場」）、フッ化セリウムを超高速の光パルスにさらすと、その原子がダンスをして電子のスピンを一時的に集め、原子の回転と整列させます。 フッ化セリウムは本来常磁性であり、ゼロ温度であってもスピンがランダムに配向しているため、この配列は活性化するために強力な磁場を必要とします。 「各電子は磁気スピンを持っており、材料に埋め込まれた小さなコンパスの針のように機能し、局所的な磁場に反応します」とライス材料科学者で共著者のボリス・ヤコブソン氏は述べた。 「キラリティー（左手と右手が重ね合わせることなく互いに鏡映し合う様子から利き手とも呼ばれる）は、電子のスピンのエネルギーに影響を与えるべきではありません。 しかしこの場合、原子格子のカイラル運動により、あたかも大きな磁場が適用されたかのように、材料内のスピンが偏極します。」 持続時間は短いものの、スピンを揃える力は光パルスの持続時間を大幅に超えて持続します。 原子は特定の周波数でのみ回転し、低温では長時間移動するため、周波数と温度に依存する追加の測定により、原子の集合的なカイラルダンスの結果として磁化が発生することがさらに確認されます。 「電子が原子よりもはるかに軽くて速いため、原子の運動が電子に及ぼす影響は驚くべきものです」と、ライス大学のウィリアム・マーシュ・ライス教授で材料科学およびナノエンジニアリングの助教授であるジュー氏は述べた。 「電子は通常、以前の軌道を忘れて新しい原子の位置にすぐに適応できます。 原子が時計回りでも反時計回りでも、つまり時間の前後に移動しても、物質の特性は変化しません。これを物理学者は時間反転対称性と呼んでいます。」 原子の集団運動が時間反転対称性を破るという考えは比較的最近のものです。 キラルフォノンは現在、いくつかの異なる材料で実験的に実証されていますが、キラルフォノンが材料特性にどのような影響を与えるのか正確にはよく理解されていません。 「私たちは、材料の電気的、光学的、磁気的特性に対するキラルフォノンの影響を定量的に測定したいと考えていました」と Zhu 氏は述べています。 「スピンは電子の回転を指し、フォノンは原子の回転を指すため、この XNUMX つが互いに対話するのではないかという素朴な期待があります。 そこで私たちは、スピンフォノン結合と呼ばれる興味深い現象に焦点を当てることにしました。」 スピンフォノン結合は、ハードディスクへのデータの書き込みなどの現実のアプリケーションで重要な役割を果たします。 今年の初めに、Zhu のグループは、原子が直線的に移動しスピンを揺るがす単分子層におけるスピン-フォノン結合の新しい例を実証した。 新しい実験では、Zhu 氏とチームメンバーは、原子の格子をキラルに動かす方法を見つけなければなりませんでした。 これには、適切な材料を選択することと、共同研究者による理論計算の助けを借りて原子格子を渦巻き状に送るために適切な周波数で光を生成することの両方が必要でした。 「約10テラヘルツのフォノン周波数に対応する既製の光源はありません」と、応用物理学の大学院生であり、この研究の筆頭著者であるJiaming Luo氏は説明する。 「私たちは、強力な赤外光を混合し、電場をねじってキラルフォノンと「対話」することで光パルスを作成しました。 さらに、スピンと原子の運動をそれぞれ監視するために、さらに XNUMX つの赤外光パルスを取得しました。」 研究結果から得られたスピン-フォノン結合に関する洞察に加えて、実験設計とセットアップは、磁性材料と量子材料に関する将来の研究に役立つでしょう。 「キラルフォノンからの磁場を定量的に測定することで、動的材料における新しい物理学を研究するための実験プロトコルの開発に役立つことを期待しています」とZhu氏は述べた。- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
- PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
- プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
- 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64035.php
