| 0 |
|
Ученые находят удивительный способ повлиять на свойства хранения данных в металлическом сплаве.
Иногда научные открытия можно найти на проторенных путях. Это доказал случай использования материала из сплава кобальта и железа, обычно применяемого в жестких дисках.
Как сообщалось в одном из выпусков Physical Review Letters, исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), а также Оклендского университета в Мичигане и Фуданского университета в Китае обнаружили удивительный квантовый эффект в этом сплаве.
Эффект включает в себя возможность контролировать направление вращения электрона, и это может позволить ученым разработать более мощные и энергоэффективные материалы для хранения данных.
Изменяя направление вращения электрона в материале, исследователи смогли изменить его магнитное состояние. Этот больший контроль намагниченности позволяет хранить и извлекать больше информации в меньшем пространстве. Усиление контроля может также привести к дополнительным применениям, таким как более энергоэффективные электродвигатели, генераторы и магнитные подшипники.
Эффект, обнаруженный исследователями, связан с «затуханием», при котором направление вращения электрона управляет тем, как материал рассеивает энергию. «Когда вы едете по плоской трассе без ветра, рассеиваемая энергия от торможения одинакова, независимо от направления движения, - говорит ученый из Аргонна Олле Хейнонен (Olle Heinonen), автор исследования. - С эффектом, который мы обнаружили, похоже, что ваша машина испытывает большее сопротивление, если вы путешествуете с севера на юг, чем если вы едете с востока на запад».
«В техническом плане мы обнаружили значительный эффект от магнитного демпфирования в наноразмерных слоях сплава кобальта и железа, нанесенных на одну сторону подложки из оксида магния, - добавил ученый из Аргоннского университета Аксель Хоффманн (Axel Hoffmann), другой автор исследования. - Управляя вращением электрона, магнитное демпфирование определяет скорость рассеивания энергии, контролируя аспекты намагничивания».
Открытие команды оказалось особенно удивительным, потому что сплав кобальт-железо широко использовался в таких приложениях, как магнитные жесткие диски, в течение многих десятилетий, и его свойства были тщательно исследованы. Общепринято считать, что этот материал не имеет предпочтительного направления вращения электрона и, следовательно, намагничивания.
Однако в прошлом ученые готовили сплав для его использования, выпекая его при высокой температуре, что упорядочивало расположение атомов кобальта и железа в регулярной решетке, устраняя эффект направленности. Команда наблюдала эффект, исследуя необожженные сплавы кобальта и железа, в которых атомы кобальта и железа могут случайным образом занимать места друг друга.
Команда также смогла объяснить физику, лежащую в основе эффекта. В кристаллической структуре атомы обычно располагаются симметрично с абсолютно регулярными интервалами. В кристаллической структуре некоторых сплавов существуют небольшие различия в разделении между атомами, которые могут быть удалены в процессе выпечки; эти различия остаются в «непеченом» материале.
Сжатие такого материала на атомном уровне дополнительно меняет разделение атомов, что приводит к различным взаимодействиям между атомными спинами в кристаллической среде. Это различие объясняет, как демпфирующее влияние на намагниченность велико в одних направлениях и мало в других.
Результатом является то, что очень небольшие искажения в расположении атомов в кристаллической структуре сплава кобальт-железо имеют гигантские последствия для демпфирующего эффекта. Команда провела расчеты в Argonne Leadership Computing Facility Министерства энергетики США, что подтвердило их экспериментальные наблюдения.
Исследователи в Аргонне обнаружили способ контролировать направление вращения электрона в сплаве кобальта и железа, влияя на его магнитные свойства. Результат может иметь значение для более мощных и энергоэффективных материалов для хранения данных
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
