Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Νέα κατηγορία μαγνητικών υλικών: Οι φυσικοί ανοίγουν το δρόμο για μια πιο ενεργειακά αποδοτική τεχνολογία

Anonim

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Υόρκης έχει προετοιμάσει το δρόμο για μια νέα τάξη μαγνητικών υλικών και συσκευών με βελτιωμένη απόδοση και αποδοτικότητα ισχύος.

διαφήμιση


Τα μαγνητικά υλικά χρησιμοποιούνται σήμερα για την αποθήκευση σχεδόν όλων των ψηφιακών πληροφοριών. Ωστόσο, με την επεξεργασία και αποθήκευση πληροφοριών να αποτελούν σήμερα ένα σημαντικό μέρος της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας, οι συνεχιζόμενες βελτιώσεις στην ενεργειακή απόδοση απαιτούν νέες τεχνολογίες και υλικά.

Μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη είναι ο μαγνητικός διακόπτης (TIMS), ο οποίος χρησιμοποιεί θερμικούς μαγνητικούς διακόπτες, ο οποίος χρησιμοποιεί υπερήχους παλμούς λέιζερ για να αλλάξει τη μαγνητική κατάσταση του υλικού, που ισοδυναμεί με την εγγραφή ενός μόνο bit δεδομένων. Σε όλες τις οπτικές μεταγωγές δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης μαγνητικών πεδίων για την εγγραφή των δεδομένων και έτσι μπορεί να γίνει σημαντική μείωση στην κατανάλωση ισχύος. Επιπλέον, η κατατεθειμένη ενέργεια λέιζερ ανά γραμματοσειρά είναι πολύ μικρότερη.

Μέχρι τώρα, μόνο κράματα σπανίων γαιών μεταβατικών μετάλλων που ονομάζονται φερριγναγκέτες έχουν αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν οπτική μεταγωγή. Ωστόσο, τα υλικά αυτά είναι δύσκολο να παραχθούν με τη νανοκλίμακα που είναι απαραίτητη για τεχνολογικές συσκευές και δαπανηρά λόγω της χρήσης των σπάνιων γαιών όπως το Gadolinium (Gd) και το Terbium (Tb).

Τώρα, νέα έρευνα, με επικεφαλής το Τμήμα Φυσικής της Υόρκης και με τη συμμετοχή επιστημόνων από το Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), τη Γερμανία και το Πανεπιστήμιο Radboud Nijmegen της Ολλανδίας, προσφέρει μια νέα δυνατότητα πλήρους οπτικής εναλλαγής.

Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Applied Physics Letters, καταδεικνύει τη χρήση ενός συνθετικού φερριμάγου - ένα σάντουιτς με δύο σιδηρομαγνητικά υλικά και ένα μη μαγνητικό στρώμα αποστάτη. Το διαχωριστικό στρώμα σχεδιάζει τη σύζευξη μεταξύ των δύο σιδηρομαγνήτων έτσι ώστε να ευθυγραμμίζονται αντίθετα το ένα με το άλλο. Όταν υποβάλλονται σε έναν εξαιρετικά γρήγορο παλμό λέιζερ, αυτή η δομή μεταβάλλει αυθόρμητα τη μαγνητική της κατάσταση που αντιπροσωπεύει τη σύνταξη ενός μόνο δυαδικού ψηφίου δεδομένων.

Ο ειδικός συγγραφέας Richard Evans, από το Τμήμα Φυσικής του York, δήλωσε τα εξής: "Η ενεργειακή απόδοση είναι ένας από τους σημαντικότερους στόχους για τις τεχνολογικές συσκευές λόγω της επέκτασης της χρήσης τους με τον αυξανόμενο παγκόσμιο πληθυσμό και την προκύπτουσα ζήτηση ενέργειας.

"Η συνθετική δομή των φερριγναγκέτ υπερνικά τα εγγενή προβλήματα των σπάνιων γαιών μεταλλικών μεταλλικών μεταλλικών στοιχείων και ανοίγει το δρόμο για μια νέα τάξη μαγνητικών υλικών και συσκευών με βελτιωμένη απόδοση και αποδοτικότητα ισχύος. Τα αποτελέσματα είναι ένα σημαντικό βήμα προς την υλοποίηση μιας συσκευής που βασίζεται σε θερμικά προκαλούμενη μεταγωγή, καθώς δείχνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν δομές στην κλίμακα μήκους νανομέτρου. "

Ο συγγραφέας Theo Rasing, επικεφαλής του Τμήματος Φασματοσκοπίας Στερεών και Διεπαφών στο Πανεπιστήμιο Radboud Nijmegen, δήλωσε: «Από την αρχική ανακάλυψη της οπτικοποίησης όλων των μαγνητικών περιοχών σε αυτά τα φερριμαγνητικά κράματα πριν από περισσότερα από πέντε χρόνια, η γόνιμη συνεργασία μεταξύ των πειραματικών προσπαθειών μας, των δυνατοτήτων που προσφέρει η μοναδική οργάνωση του Helmholtz-Zentrum και της θεωρητικής διορατικότητας που έδωσε η ομάδα της Υόρκης, οδήγησε σε αυτή την πραγματικά επιτυχημένη ευρωπαϊκή επιτυχία ».

Η έρευνα έλαβε χρηματοδοτική στήριξη από το έβδομο πρόγραμμα πλαίσιο της ΕΕ, καθώς και από τον Ολλανδικό Οργανισμό Επιστημονικής Έρευνας (NWO) και το Ίδρυμα Θεμελιωδών Ερευνών για Θέματα (FOM).

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Πανεπιστήμιο του York . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Richard FL Evans, Τόμας Α. Οστλέρ, Ρόι Γ. Χαντρέλ, Ίλιο Ράντου, Θέο Ράσινγκ. Εξαιρετική θερμική επαγωγή μαγνητικής μεταγωγής σε συνθετικά σιδηρομεγέθη . Applied Physics Letters, 2014; 104 (8): 082410 DOI: 10.1063 / 1.4867015