آهنربا از دو قطب فراتر رفت - شناسایی نوع سومی از مغناطیس در یک ماده

به گزارش سرویس علم و فناوری خبر ناب به نقل از همشهری - همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: مغناطیس فقط به آهنرباهای معمولی و قطب های شمال و جنوب محدود نمی شود و در مقیاس اتمی شکل های پیچیده تری دارد. پژوهشگران اکنون ماده ای ساخته اند که ویژگی های نوعی تازه از مغناطیس را نشان می دهد و می تواند همزمان برخی مزایای دو نوع شناخته شده مغناطیس را از خود نشان دهد.

به گزارش ساینس الرت، گروهی از فیزیکدانان با بررسی ماده ای به نام Co₁/₄TaSe₂ نخستین شواهد تجربی از «آلترمغناطیس» (Altermagnetism) را در این ساختار به دست آورده اند. این ماده از کبالت، تانتالوم و سلنیوم تشکیل شده و ساختاری لایه ای دارد که در آن اتم های کبالت میان لایه های تانتالوم و سلنیوم قرار گرفته اند.

در مغناطیس فرومغناطیسی (Ferromagnetism)، ذرات ماده در یک جهت قرار می گیرند و میدان مغناطیسی قدرتمندی ایجاد می کنند، اما این میدان می تواند با قطعات الکترونیکی تداخل داشته باشد. در مقابل، در مغناطیس پادفرومغناطیسی، جهت های مغناطیسی مخالف یکدیگر قرار می گیرند و اثر کلی آنها تقریبا خنثی می شود، بنابراین میدان های مزاحم ایجاد نمی شوند.

آلترمغناطیس می تواند ترکیبی متفاوت از این ویژگی ها ارائه دهد. پژوهشگران نشان دادند ماده مورد بررسی می تواند حالت های اسپینی الکترون ها را از یکدیگر جدا کند، بدون اینکه مانند آهنرباهای معمولی میدان های مغناطیسی مزاحم ایجاد کند. اسپین یکی از ویژگی های بنیادی ذرات است که در فناوری های آینده می تواند برای انتقال و پردازش اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد.

به زبان ساده، اهمیت این کشف در این است که دانشمندان ماده ای پیدا کرده اند که می تواند بدون ایجاد میدان مغناطیسی مزاحم، رفتار الکترون ها را به شکلی کنترل کند که برای پردازش اطلاعات مفید باشد. در فناوری های معمول، ایجاد و کنترل این حالت ها یا با میدان های ناخواسته همراه است یا به اندازه کافی مؤثر نیست، اما آلترمغناطیس می تواند راه میانه ای ارائه دهد؛ یعنی کنترل ویژگی مغناطیسی الکترون ها را با اختلال کمتر در مدارهای الکترونیکی ممکن کند.

دانشمندان برای تأیید این ویژگی از مدل سازی کوانتومی و روشی به نام طیف سنجی فوتوالکترون با تفکیک زاویه ای (ARPES) استفاده کردند. آنها با تاباندن نور به ماده و بررسی الکترون های خارج شده، ساختار انرژی آن را بررسی کردند و شواهدی از جدایش حالت های الکترونی بر اساس اسپین به دست آوردند.

این ویژگی می تواند ماده را برای حوزه هایی مانند اسپینترونیک، حافظه های فوق سریع، شبکه های تراهرتز و تجهیزات الکترونیکی کم مصرف به گزینه ای مناسب تبدیل کند. با این حال، پژوهشگران تأکید دارند که برای مشخص شدن کاربردهای عملی و مزیت های دقیق این نوع مغناطیس، مطالعات بیشتری لازم است.

این خبر توسط سایت همشهری آنلاین منتشر شده و خبر ناب صرفا آن را به اشتراک گذاشته است.

منبع : همشهری آنلاین