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皮秒激光:超快热导操控铁磁体的磁化

  • 产品时间:2022-05-19 00:53
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简要描述:最近,美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校科学家说明了了一种新的物理机制,科学家可通过这种物理机制用热来操纵磁的构成。与传统磁场有所不同,新机制倚赖热能传输,为人们获取了一种在纳米尺度操纵磁化起到的新途径。 涉及论文公开发表在最近出版发行的《大自然物理学》上。 研究人员制作了一种多层的金属磁矩阀结构,包括两个磁层和一个热传导层。 当热流通过第一层磁性材料时,不会产生电子自旋分离出来。我们的研究就是利用了这一点。利用这种构成磁性双极流的过程,我们能操纵第二磁层的方向。...

详细介绍
本文摘要:最近,美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校科学家说明了了一种新的物理机制,科学家可通过这种物理机制用热来操纵磁的构成。与传统磁场有所不同,新机制倚赖热能传输,为人们获取了一种在纳米尺度操纵磁化起到的新途径。 涉及论文公开发表在最近出版发行的《大自然物理学》上。 研究人员制作了一种多层的金属磁矩阀结构,包括两个磁层和一个热传导层。 当热流通过第一层磁性材料时,不会产生电子自旋分离出来。我们的研究就是利用了这一点。利用这种构成磁性双极流的过程,我们能操纵第二磁层的方向。

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最近,美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校科学家说明了了一种新的物理机制,科学家可通过这种物理机制用热来操纵磁的构成。与传统磁场有所不同,新机制倚赖热能传输,为人们获取了一种在纳米尺度操纵磁化起到的新途径。

涉及论文公开发表在最近出版发行的《大自然物理学》上。  研究人员制作了一种多层的金属磁矩阀结构,包括两个磁层和一个热传导层。

当热流通过第一层磁性材料时,不会产生电子自旋分离出来。我们的研究就是利用了这一点。利用这种构成磁性双极流的过程,我们能操纵第二磁层的方向。

香槟分校材料科学与工程系主任大卫卡西尔教授说道。  我们利用由超快热制导起的磁矩流来产生磁矩移往力矩(STT)。磁矩移往力矩是一个铁磁体从导电到磁化的磁矩角动量的移往,让人们能用磁矩流而不是磁场来操纵纳米磁铁。该校材料科学与工程系周博士说道。

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一般来说情况下,用电流通过磁层才能产生磁矩移往力矩,他们现证明不存在一种用强热流来产生磁矩移往力矩的机制,这一机制主要由磁矩倚赖的塞贝克效应驱动。塞贝克效应是一种热电现象,同一电路中两种有所不同材料之间的温度差不会产生电压。磁矩倚赖的塞贝克效应则是所指在一个铁磁体中磁矩电子产生的类似于现象。

  在金属磁矩阀结构中,研究人员用皮秒(万亿分之一秒)激光脉冲生产一种强劲超快热流,对热磁矩移往展开了分析。这种热流超过每平方米100GW(10亿瓦特),持续大约50皮秒。热驱动磁矩东流的符号和数值可以通过铁磁层的成分和热传导层的厚度来掌控。

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卡西尔说道。  在纳米磁矩器件中,磁矩和冷的耦合产生了新的物理现象,由热传输驱动的磁矩移往力矩能为人们获取一种操纵局部磁化的新方法。卡西尔说道:用热流分离出来电子自旋的物理机制与热电偶起到和热发电机有关,热发电机能为深空探测器获取电力。

在热电设备中,热流不会引发电荷分离出来,这种电荷分离出来可用作检测温度,也能用来供电。


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