Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Popular

Mekanisme yang diabaikan dalam antiferromagnet mungkin menjadi kunci spintronics – ScienceDaily


Upaya besar sedang dilakukan di seluruh dunia dalam bidang teknologi yang jauh melampaui kemampuan elektronik konvensional: spintronics. Alih-alih beroperasi berdasarkan pergerakan kolektif partikel bermuatan (elektron), perangkat spintronik dapat melakukan penyimpanan memori dan transmisi data dengan memanipulasi putaran, suatu properti intrinsik dari partikel elementer yang terkait dengan momentum sudut dan dari mana banyak karakteristik magnetik dalam material muncul. Sayangnya, mengendalikan putaran telah terbukti menjadi usaha yang menantang, ahli fisika dan insinyur terkemuka untuk mencari bahan dan teknik yang efisien untuk melakukannya.

Dalam hal ini, bahan antiferromagnetik (AFM) adalah kandidat yang baik untuk spintronik karena tahan terhadap medan magnet eksternal dan memungkinkan untuk mengganti nilai putaran dalam skala waktu pikodetik. Salah satu strategi yang menjanjikan untuk memanipulasi orientasi putaran dalam AFM adalah menggunakan laser optik untuk membuat pulsa medan magnet berumur sangat pendek, sebuah fenomena yang dikenal sebagai inverse Faraday effect (IFE). Meskipun IFE di AFM menghasilkan dua jenis torsi (gaya rotasi) yang sangat berbeda pada magnetisasinya, sekarang tampaknya yang paling penting dari keduanya telah diabaikan dalam penelitian.

Dalam studi terbaru yang diterbitkan di Komunikasi Alam, trio ilmuwan, termasuk Profesor Takuya Satoh dari Tokyo Tech, Jepang, menyelidiki lebih dalam masalah ini. Dinamika putaran dalam AFM dijelaskan oleh penjumlahan dari dua istilah: torsi seperti medan dan torsi seperti redaman. Yang terakhir, seperti yang tersirat dari kata ‘redaman’, terkait dengan peluruhan bertahap (atau sekarat) osilasi spin yang dipicu oleh pulsa optik pada material.

Sampai saat ini, para ilmuwan mempelajari torsi seperti redaman hanya dari perspektif relaksasi putaran setelah eksitasi, percaya amplitudo menjadi kecil selama proses eksitasi putaran ultrashort. Dalam studi ini, bagaimanapun, Prof Satoh dan rekan menemukan itu, dalam beberapa kasus, pemain utama dalam hal reorientasi spin karena IFE. Melalui analisis teoritis dan verifikasi eksperimental di YMnO3 dan HoMnO3, mereka mengklarifikasi kondisi di mana efek redaman menjadi mekanisme eksitasi spin yang dominan.

Interpretasi yang disederhanakan dari temuan tersebut adalah sebagai berikut. Bayangkan sebuah pendulum gantung (arah magnetisasi) yang berosilasi dalam busur lebar, menggambar elips yang sangat menonjol. Torsi seperti peredaman menghasilkan gangguan seketika yang besar ke arah diameter kecil, ‘memiringkannya’ dan menyebabkannya miring seperti gasing yang akan jatuh. “Magnetisasi terkait redaman kecil menyebabkan spin canting besar karena eliptisitas ekstrim yang melekat pada AFM,” jelas Prof Satoh. “Mempertimbangkan bahwa dimungkinkan untuk menyesuaikan kekuatan redaman dengan secara strategis memilih ion dalam AFM, kami mungkin telah menemukan cara untuk menyesuaikan properti material untuk aplikasi spintronik tertentu,” tambahnya.

Trio ilmuwan ini juga menguji bagaimana dinamika spin dipengaruhi oleh suhu, yang memengaruhi dan bahkan menghancurkan tatanan antiferromagnetik melewati ambang tertentu. Dengan meletakkan material di dekat titik transisi kritis, mereka berhasil menghasilkan efek yang lebih nyata dari torsi tipe redaman. Bersemangat dengan hasilnya, Prof Satoh berkomentar: “Hasil kami menunjukkan bahwa torsi yang dihasilkan secara optik mungkin menyediakan alat yang lama dicari yang memungkinkan realisasi peralihan putaran ultra cepat secara efisien di AFM.”

Meskipun lebih banyak penelitian pasti diperlukan sebelum spintronics terapan menjadi kenyataan, mengungkap mekanisme yang efisien untuk manipulasi putaran jelas merupakan salah satu langkah pertama. Studi ini membuktikan bahwa mekanisme semacam itu mungkin saja tersembunyi dalam fenomena yang kita ketahui dan abaikan!

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Teknologi Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>