Учёные из Национальной лаборатории Брукхэвен (Brookhaven National Laboratory)
провели серию экспериментов, которая помогла учёным понять, каким
образом некоторые материалы могут менять своё электросопротивление на
несколько порядков под действием внешних магнитных и электрических
полей (появление колоссального магнитного сопротивления — КМС). Небольшое
изменение сопротивления (до 5 процентов от начального) под действием
внешних полей может происходить во многих материалах. Однако в 1993
году было открыто явление КМС, и до сих пор ни одна физическая теория
не может объяснить его. В то же время понимание происходящих при КМС
процессов поможет учёным в создании новых технологий хранения данных с
большей плотностью и меньшим потреблением энергии, чем в современных
носителях. Команда учёных под руководством Имэй Чжу (Yimei Zhu) исследовала кристаллический образец манганита с перовскитной структурой при помощи различных методов электронной микроскопии. Учёные
придумали необычный эксперимент: сканирующий туннельный микроскоп
встроили в электронный микроскоп и, таким образом, воздействуя на
образец, сразу получили картину его отклика на атомном уровне. С помощью такого необычного метода (подробнее о нём – в пресс-релизе
лаборатории) физики впервые получили прямое подтверждение того, что короткие электрические импульсы, подведённые к электроду туннельного
микроскопа, искажают кристаллическую решётку вещества. Кроме того, это
искажение сопровождается движением квазичастиц поляронов (они
представляют собой движущиеся совместно электроны и фононы – упругие
колебания решётки).
Если
представить, что поляроны составляют некий материал (квазивещество),
получается, что группа Чжу наблюдала его плавление, сходное с переходом
из твёрдого в жидкое состояние. Видимо, именно этот процесс является
ключевым в эффекте КМС. Учёные изучили также поведение поляронов,и то, как
электрическое поле, ток и температура влияют на процесс перехода. Использование эффекта колоссального магнитосопротивления позволит не только уменьшить размеры электрических схем и снизить потребление ими
энергии, но и открывает возможности создания новых транспортных средств на магнитной подушке,создание новых видов генераторов электроэнергии и т.д. Поэтому данная работа окажет влияние на развитие
различных компьютерных технологий и на применение материалов с эффектом
КМС в электронных и спинтронных устройствах Для создания
компьютерной памяти, данные в которой будут сохраняться и при
выключении питания (например, RRAM — resistive random access memory).
Данная работа выполнена в сотрудничестве с Кристианом Йоосом (Christian Jooß) из Института физики материалов (Institut für Materialphysik) и учёными из университета Гёттингена (Georg-August-Universität Göttingen). Статья,
посвящённая новому открытию, опубликована в "Слушаниях национальной
академии наук США" (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Источник www.membrana.ru
| 