Bahan kuantum yang unik dapat memungkinkan komputer kompak yang sangat kuat

Kromium sulfida bromida mengkristal dalam lapisan tipis yang dapat dikupas dan ditumpuk untuk membuat perangkat skala nano. Peneliti Columbia telah menemukan bahwa sifat elektronik dan magnetik dari bahan ini saling terkait – sebuah temuan yang dapat memungkinkan penelitian dasar serta aplikasi potensial dalam x-elektronik. Kredit: Myung Geun Han dan Kebun Binatang Yummy

Di komputer, informasi ditransmisikan melalui semikonduktor oleh pergerakan elektron dan disimpan dalam arah putaran elektron dalam bahan magnetik. Untuk mengecilkan perangkat sekaligus meningkatkan kinerjanya – tujuan dari bidang baru yang disebut spintronics (“spintronics”) – peneliti mencari bahan unik yang menggabungkan sifat kuantum. Menulis di Nature Materials, tim ahli kimia dan fisikawan di Universitas Columbia telah menemukan hubungan kuat antara transpor elektron dan magnetisme dalam bahan yang disebut kromium sulfida bromida (CrSBr).

Dibuat di lab kimiawan Xavier Roy, CrSBr adalah apa yang disebut kristal van der Waals yang dapat dikupas kembali menjadi lapisan 2D yang dapat ditumpuk yang hanya beberapa atom tipis. Berbeda dengan bahan terkait yang cepat dihancurkan oleh oksigen dan air, kristal CrSBr stabil pada kondisi sekitar. Kristal ini juga mempertahankan sifat magnetik pada suhu yang relatif tinggi -280 F, meniadakan kebutuhan helium cair mahal yang didinginkan hingga -450 F,

Nathan Wilson dan Xiaodong Xu di University of Washington dan Xiaoyang Zhou di Columbia mengatakan Evan Telford, seorang peneliti postdoctoral di lab Roy yang menerima gelar Ph.D. dalam fisika dari Columbia pada tahun 2020. menemukan tautan Antara magnetisme dan bagaimana CrSBr merespons cahaya. Dalam karya ini, Telford telah memimpin upaya untuk mengeksplorasinya Properti elektronik.

Tim menggunakan file Medan listrik Untuk mempelajari lapisan CrSBr melintasi kerapatan elektron, medan magnet, dan suhu yang berbeda — parameter yang berbeda dapat dimodifikasi untuk menghasilkan efek yang berbeda pada suatu material. Ketika sifat elektronik CrSBr berubah, begitu pula sifat magnetnya.

“Semikonduktor memiliki sifat elektronik yang dapat diatur. Magnet memiliki konfigurasi putaran yang dapat diatur. Dalam CrSBr, kedua pegangan ini digabungkan,” kata Roy. “Ini membuat CrSBr menarik bagi keduanya penelitian dasar dan untuk aplikasi spintronics potensial. “

Telford menjelaskan bahwa magnet adalah sifat yang sulit diukur secara langsung, terutama karena ukuran suatu bahan menyusut, tetapi mudah untuk mengukur bagaimana elektron bergerak dengan parameter yang disebut resistansi. Di CrSBr, resistansi dapat bertindak sebagai proxy untuk keadaan magnetik yang tidak dapat diamati. “Ini sangat kuat,” kata Roy, terutama saat para peneliti ingin suatu hari nanti membuat chip dari magnet dua dimensi, yang dapat digunakan dalam Statistik Kuantitatif Dan untuk menyimpan sejumlah besar data dalam ruang kecil.

Telford mengatakan hubungan antara sifat elektronik dan magnetik material itu karena ketidaksempurnaan pada lapisan – untuk tim, dia beruntung. “Orang-orang biasanya menginginkan bahan yang paling bersih. Kristal kami memiliki kekurangan, tetapi tanpa mereka, kami tidak akan menyadari pasangan ini.”

Dari sini, lab Roy menguji cara menumbuhkan kristal van der Waals yang dapat dikupas dengan cacat yang disengaja, untuk meningkatkan kemampuan menyempurnakan sifat material. Mereka juga mengeksplorasi apakah kombinasi elemen yang berbeda dapat berfungsi pada suhu yang lebih tinggi sambil mempertahankan sifat agregat yang berharga ini.


Visualisasikan struktur atom dan magnetik dari isolator magnetik dua dimensi


informasi lebih lanjut:
Evan J. Telford et al, Kopling antara pemesanan magnetik dan transfer muatan dalam semikonduktor magnetik dua dimensi, bahan alam (2022). DOI: 10.1038 / s41563-022-01245-x

kutipan: Bahan Quantum Unik Dapat Mengaktifkan Komputer Ringkas Sangat Kuat (2022, 20 Mei) Diperoleh 21 Mei 2022 dari https://phys.org/news/2022-05-unique-quantum-material-enable-ultra-powerful .html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Sekalipun ada kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.

READ  Teleskop Webb membagikan gambar baru setelah mencapai landmark optik

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.