स्वीडन में एक प्रयोग ने एक उपन्यास प्रकार के चुंबकत्व पर नियंत्रण का प्रदर्शन किया है, जिससे वैज्ञानिकों को मेमोरी स्टोरेज से लेकर ऊर्जा दक्षता तक – इलेक्ट्रॉनिक्स में सुधार करने के लिए एक घटना का पता लगाने का एक नया तरीका है।
एक उपकरण का उपयोग करना जो इलेक्ट्रॉनों को अंधा गति तक पहुंचाता है, नॉटिंघम विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक टीम ने विभिन्न ध्रुवीकरणों के एक्स-रे के साथ मैंगनीज टेलुराइड के एक अल्ट्रा-पतली वेफर को बौछार किया, एक नैनोमीटर पैमाने पर परिवर्तन को प्रकट करने के लिए चुंबकीय गतिविधि को दर्शाते हुए कुछ भी देखा गया है। पहले।
लोहे के एक सांसारिक भाग के लिए कुछ अधिक चुंबकीय में बदलने के लिए, इसके घटक कणों को व्यवस्थित करने की आवश्यकता है ताकि उनके अनचाहे इलेक्ट्रॉनों को स्पिन के रूप में जाना जाने वाली संपत्ति के अनुसार संरेखित किया जाए।
एक गेंद की स्पिन की तरह, कणों की इस क्वांटम विशेषता में एक कोणीय धक्का है। एक भौतिक वस्तु के रोटेशन के विपरीत, यह धक्का केवल दो दिशाओं में से एक में आता है, पारंपरिक रूप से ऊपर और नीचे के रूप में वर्णित है।
गैर-चुंबकीय सामग्रियों में, ये एक और एक की एक जोड़ी के रूप में आते हैं, एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। लोहे, निकल और कोबाल्ट जैसी सामग्रियों में ऐसा नहीं है। इन में, अकेला इलेक्ट्रॉन एक असाधारण तरीके से बलों में शामिल हो सकते हैं।
अलग-थलग स्पिनों की व्यवस्था करने से एक अतिरंजित उत्तर-और-दक्षिण बल हो सकता है जिसका उपयोग हम पेपर क्लिप लेने या बच्चों के चित्र को रेफ्रिजरेटर के दरवाजों पर रखने के लिए कर सकते हैं।
एक ही तर्क से, अनपार्टनर इलेक्ट्रॉनों को खुद को उन तरीकों से व्यवस्थित करने के लिए प्रोत्साहित करना जो उनके स्पिन-आधारित झुकावों को पूरी तरह से रद्द कर देते हैं, उन्हें अभी भी चुंबकत्व का एक रूप माना जा सकता है-बस एक बोरिंग एक जो दूर से पूरी तरह से निष्क्रिय दिखता है।
एंटीफेरोमैग्नेटिज्म के रूप में जाना जाता है, यह एक ऐसी घटना है जिसे एक सदी के बेहतर हिस्से के लिए सिद्धांत और छेड़छाड़ की गई है।
हाल ही में, फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में कणों का एक तीसरा विन्यास सिद्धांत था।
अल्टमैग्नेटिज्म के रूप में संदर्भित किया जाता है, कणों को एंटीफेरोमैग्नेटिज्म जैसे रद्द करने वाले फैशन में व्यवस्थित किया जाता है, फिर भी एक नैनोस्केल पर सीमित बलों के लिए अनुमति देने के लिए पर्याप्त रूप से घुमाया जाता है – अपने फ्रीजर में किराने की सूची को पिन करने के लिए पर्याप्त नहीं है, लेकिन असतत गुणों के साथ जो इंजीनियर के लिए उत्सुक हैं। डेटा या चैनलिंग एनर्जी में हेरफेर करें।
नॉटिंघम के भौतिक विज्ञानी पीटर वाडले के विश्वविद्यालय बताते हैं, “अल्टिमैगनेट्स में चुंबकीय क्षण होते हैं जो एंटीपैरल को अपने पड़ोसियों को इंगित करते हैं।”
“हालांकि, इन छोटे क्षणों की मेजबानी करने वाले क्रिस्टल के प्रत्येक भाग को अपने पड़ोसियों के संबंध में घुमाया जाता है। यह एक मोड़ के साथ एंटीफेरोमैग्नेटिज्म की तरह है! लेकिन इस सूक्ष्म अंतर में बहुत बड़ा प्रभाव है।”
प्रयोगों ने तब से इस बीच के ‘परिवर्तन’ के बीच के अस्तित्व की पुष्टि की है। हालांकि, किसी ने भी सीधे प्रदर्शन नहीं किया था कि अपने छोटे चुंबकीय भंवरों को उन तरीकों से हेरफेर करना संभव था जो उपयोगी साबित हो सकते हैं।
वाडले और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि मैंगनीज टेलुराइड की एक शीट कुछ ही नैनोमीटर मोटी उन तरीकों से विकृत हो सकती है जो जानबूझकर वेफर की सतह पर अलग -अलग चुंबकीय भँवरों का निर्माण करते हैं।
सामग्री की छवि के लिए स्वीडन में मैक्स IV प्रयोगशाला में एक्स-रे-उत्पादक सिंक्रोट्रॉन का उपयोग करते हुए, उन्होंने न केवल कार्रवाई में अल्टिमैग्नेटिज्म का एक स्पष्ट दृश्य उत्पन्न किया, बल्कि दिखाया कि इसे कैसे हेरफेर किया जा सकता है।
नॉटिंघम के भौतिक विज्ञानी ओलिवर अमीन ने कहा, “हमारे प्रायोगिक कार्य ने सैद्धांतिक अवधारणाओं और वास्तविक जीवन की प्राप्ति के बीच एक पुल प्रदान किया है, जो उम्मीद है कि व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए अल्टिमैग्नेटिक सामग्री विकसित करने के लिए एक मार्ग को रोशन करता है,” नॉटिंघम के भौतिक विज्ञानी ओलिवर अमीन ने कहा, जिन्होंने पीएचडी छात्र अल्फ्रेड डल दीन के साथ अनुसंधान का नेतृत्व किया।
वे व्यावहारिक अनुप्रयोग अभी के लिए सभी सैद्धांतिक हैं, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटिंग के क्षेत्रों में एक प्रकार की स्पिन-आधारित मेमोरी सिस्टम के रूप में बड़ी क्षमता है, या यह सीखने में एक कदम के रूप में सेवा कर रहा है कि कैसे धाराएं उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्स में कैसे आगे बढ़ सकती हैं।
“मेरे पीएचडी के दौरान चुंबकीय सामग्रियों के इस होनहार नए वर्ग के प्रभाव और गुणों को देखने के लिए सबसे पहले होने के लिए एक बेहद पुरस्कृत और चुनौतीपूर्ण विशेषाधिकार रहा है,” दाल दीन कहते हैं।
यह शोध प्रकाशित किया गया था प्रकृति।
