การเปลี่ยนเฟสโดยไม่คาดคิดปรากฏในธาตุนีโอไดเมียม

โดยปกติแล้ว เมื่อวัสดุร้อนขึ้น พวกมันจะไม่เป็นระเบียบมากขึ้น ตอนนี้ นักวิจัยจาก Radboud University ในเนเธอร์แลนด์ได้พบหลักฐานของสิ่งที่ตรงกันข้ามในธาตุนีโอไดเมียม ซึ่งพัฒนาคำสั่งระยะยาวเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การปรากฏตัวของการเปลี่ยนเฟสนี้อาจทำให้เข้าใจถึงพฤติกรรมของวัสดุที่เรียกว่าแว่นหมุน และยังสามารถช่วยในการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับการจัดเก็บข้อมูลหรือการประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิคแก้วสปิน เช่น นีโอไดเมียม (Nd) เป็นวัสดุแม่เหล็กประเภทพิเศษ ซึ่งอนุภาคสปินจะก่อตัวเป็นรูป

แบบคล้ายเกลียวแบบสุ่มภายใต้อุณหภูมิวิกฤตที่กำหนด 

(เรียกว่าอุณหภูมิสปินกลาส) มักถูกมองว่าเป็นแม่เหล็กที่ไร้ระเบียบและแตกต่างจากแม่เหล็กที่ “น่าผิดหวัง” อื่นๆ เช่น น้ำแข็งหมุนและของเหลวที่หมุนได้

เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยที่นำโดยAlexander Khajetooriansที่Radboudค้นพบว่า Nd เป็นแก้วหมุนที่เหนี่ยวนำตัวเองได้ ซึ่งหมายความว่าสถานะของแก้วหมุนนั้นเกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างการแลกเปลี่ยนการหมุนที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างขัดแตะของวัสดุเอง การโต้ตอบเหล่านี้หมายความว่า Nd สามารถมีอยู่ในสถานะพลังงานต่ำหลายสถานะที่กำหนดโดยเวกเตอร์ขัดแตะซึ่งกันและกัน (หรือเวกเตอร์คลื่นแม่เหล็ก) Q

ปั่น “แช่แข็ง” ให้กลายเป็นของแข็ง

ในการศึกษาล่าสุด Khajetoorians และเพื่อนร่วมงานของเขาสังเกตเห็นการหมุน “แช่แข็ง” เป็นของแข็งขณะที่พวกเขาให้ความร้อนแก่องค์ประกอบจาก -268 °C ถึง -265 °C เมื่อมันเย็นลงอีกครั้ง รูปแบบการหมุนวนแบบสุ่มก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง

Khajetoorians ตั้งข้อสังเกตว่าการปรากฏตัวของการเปลี่ยนแปลงลำดับความผิดปกติใน Nd นี้ท้าทายการรับรู้ทั่วไปว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดความผิดปกติ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวโดยปกติจะไม่เกิดขึ้นในวัสดุแม่เหล็ก เขากล่าวเสริม และมันก็ไม่ใช่เรื่องปกติในวัสดุอื่นๆ ด้วย ข้อยกเว้นประการหนึ่งคือเกลือ Rochelle ซึ่งมีประจุที่กระจายแบบสุ่มที่อุณหภูมิต่ำกว่า แต่สะสมและก่อตัวเป็นรูปแบบตามลำดับเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ใน Nd พฤติกรรมเชื่อมโยงกับปรากฏการณ์ที่สถานะต่างๆ 

มีพลังงานเท่ากัน ทำให้ระบบเกิดความผิดหวัง นักวิจัยกล่าว อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นช่วยยกระดับความยุ่งยากด้วยแนวโน้มการสั่งการหนึ่งรายการที่รอดตาย ทำให้สปินเข้าสู่รูปแบบที่สั่งไว้ในระยะยาว “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สถานะใหม่คือสิ่งที่เรียกว่ามัลติคิวหนึ่ง” คาเจทูเรียนบอกฟิสิกส์เวิลด์ “มีเฟสพลังงานสูงที่อุณหภูมิต่ำและในทางกลับกัน”

การประยุกต์ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลและการคำนวณ neuromorphic

ทีม Radboud ใช้กล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนแบบหมุนโพลาไรซ์ (STM) เพื่อสำรวจพื้นผิวแม่เหล็กบนพื้นผิวของ Nd พวกเขาได้พัฒนาเครื่องมือวิเคราะห์สองเครื่องที่ช่วยให้สามารถแยกอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของสปินได้โดยตรงจากข้อมูลที่วัดได้ในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน พวกเขาสังเกตเห็นรูปแบบที่แตกต่างกันและราบรื่นในองค์ประกอบที่ 5 K (-268 °C) และรูปแบบน้อยลงที่อุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งถูกแยกออกจากกันอย่างชัดเจนด้วยผนังโดเมนแม่เหล็ก

นักวิจัยยังได้เปรียบเทียบการสังเกตของพวกเขากับการจำลองไดนามิกของการหมุนของอะตอมเพื่อช่วยให้พวกเขาติดตามต้นกำเนิดของลำดับที่อุณหภูมิสูงที่ไม่คาดคิด

Khajetoorians กล่าวว่าเขาและทีมของเขากำลังศึกษาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อ Nd ถูกทำให้บางลง เนื่องจากสิ่งนี้อาจก่อให้เกิดผลกระทบที่ไม่คาดคิดเพิ่มเติม พวกเขายังต้องการทดสอบวัสดุแม่เหล็กอื่นๆ เพื่อดูว่ามีพฤติกรรมคล้ายแก้วหมุนหรือไม่ ซึ่งพวกเขากล่าวว่าอาจนำไปใช้ในการจัดเก็บข้อมูลประเภทใหม่หรือเพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์นิวโรมอร์ฟิก

แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง