• Главная
• Розуміння нового покоління електронних пристроїв: Найменший атомних зміщень коли-небудь

Розуміння нового покоління електронних пристроїв: Найменший атомних зміщень коли-небудь

Відкриття, прорив у розумінні мультіферроіков, опублікований в науці від 2 вересня 2011 року.

Автори складають вчені з радіаційної європейських синхротронного фонду (ESRF) в Греноблі (Франція), Оксфордський університет і Університетський коледж Лондона (обидва Великобританія). Хелен Уокер з ESRF є основним автором публікації.

Усім відома думка, що магніти поляризованим з півночі і південний полюс, під яким розуміється, виникають через вирівнювання магніт моменти несе атомів в магнітних матеріалах. Деякі інші матеріали, відомі як сегнетоелектриків, виявляють подібний ефект для електричної поляризації. Екзотичні "мультіферроіка" матеріали поєднують обидва магнітних і сегнетоелектричних поляризації, і може проявляти сильний зв'язок між двома явищами.

Це призводить до дивних те, що магнітне поле може електрично поляризувати матеріалу, а електричне поле magnetise його. Клас сильних мультіферроіках було виявлено десять років тому і з тих пір призвело до нової, швидко розвивається області досліджень, також мотивована обіцянки їх екзотичних властивостей нових електронних пристроїв. Одним з прикладів є новий тип електронної пам'яті, в якій електричне поле записує дані в пам'ять і магнітний детектор використовується для читання цього. Цей процес відбувається швидше і використовує менше енергії, ніж жорсткі диски сьогоднішнього диска.

Проте, походження електричної поляризації в мультіферроіках в основному залишилися невловимого до теперішнього часу. Роботи команди однозначно показує, що поляризація в мультіферроіка вивчав виходить з відносного зміщення зарядів різного знака, а не перенесення заряду від одного атома до іншого.

Як припускає переміщення великого числа електронів, навіть невеликі відстані може призвести до значних поляризації. Фактична відстань зсуву досі стало несподіванкою: близько 20 femtometres, або близько 1 / 100, 000-від відстані між атомами в матеріалі. Вимірювання таких малих зміщень насправді вважається, що неможливо.

"Я думаю, що всі учасники були здивовані, якщо не в шаховому порядку, по тому, що ми можемо зараз зображення положення атомів з такою точністю. Роботи є свідченням того, фантастичні можливості доступні в Греноблі в співтовариство британської науки", каже професор Де-McMorrow, заступник директора лондонського Центру нанотехнологій, лідер частиною UCL проекту.

Уолкер та її колеги розробили розумні новий експериментальний метод використання інтерференції двох конкуруючих процесів: заряду і магнітного розсіювання потужною, поляризований пучок рентгенівських променів. Вони вивчали монокристала TbMnO3 який показує сильний зв'язок мультіферроіка при температурі нижче 30К, а також змогли виміряти зміщення конкретних атомів в ньому з точністю наближається до femtometre (10-15м). Самі атоми розташовані на відстані один від одного 100000 разів цю відстань.

Нова методика розсіювання втручання встановив світовий рекорд по точності вимірювань абсолютних атомних зсувів. (Також першого виміру магнітострикції в антиферомагнетиках.) Найважливіше визначення походження ferroelectricty в мультіферроіка матеріалу важливий крок вперед в дизайні мультіферроіках для практичних застосувань.

"Розкриваючи приводного механізму за мультіферроіках, які пропонують так багато потенційних додатків, він підкреслює, як експерименти, щоб зрозуміти фундаментальну фізику матеріалів може мати вплив на решту світу", підсумовує доктор Хелен Уокер який очолював роботу в ESRF .