Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • 20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Mass Spectrometers

أظهر الباحثون ويمكن استخدام المجالات الكهربائية ومفاتيح ON / OFF في أفلام Multiferroic مخدر

Published on May 21, 2009 at 8:14 PM

Multiferroics هي المواد التي تركيبات فريدة من الخصائص الكهربائية والمغناطيسية يمكن أن تتعايش في نفس الوقت. هم حجر الزاوية المحتملة في المستقبل تخزين البيانات المغناطيسي وأجهزة spintronic قدمت يمكن العثور على وسيلة بسيطة وسريعة لتحويل ممتلكاتهم الكهربائية والمغناطيسية وخارجها. في تطور جديد واعد ، والباحثين مع وزارة الطاقة الأمريكية في مختبر لورانس بيركلي الوطني (مختبر بيركلي) أثبتت تعمل مع multiferroic تنميط بنجاح مجرد مثل هذا التبديل -- المجالات الكهربائية.

رامامورثي راميش ويانغ تشان هو من مختبر بيركلي شعبة العلوم تظاهر بنجاح المواد التي يمكن استخدامها المجالات الكهربائية كما في التبديل / OFF في أفلام multiferroic مخدر ، وهو التطور الذي يبشر بالخير لمستقبل تخزين البيانات المغناطيسي وأجهزة spintronic.

"باستخدام حقول الكهربائية ، وكنا قادرين على خلق ، ومحو عكس تقاطعات PN في فيلم الكالسيوم مخدر البزموت الفريت" ، وقال راميش رامامورثي العلوم مختبر بيركلي شعبة المواد (MSD) ، الذي قاد هذا البحث.

"ومن خلال مزيج من التوصيل الالكترونية مع خصائص كهربائية ومغناطيسية موجودة بالفعل في الفريت البزموت multiferroic ، مظاهرتنا يفتح الباب لدمج magnetoelectrics وmagnetoelectronics في درجة حرارة الغرفة."

وقد نشر راميش ، وهو أيضا أستاذ في قسم علوم المواد والهندسة وقسم الفيزياء في جامعة كاليفورنيا بيركلي ، ورقة عن هذا البحث أن يتوفر الآن في طبعة يوم سطر من مواد مجلة نيتشر. هو ورقة بعنوان : التشكيل كهربائية "من التوصيل في multiferroic

وكانت CA - مخدر BiFeO3 الأفلام. "المشارك في التأليف ورقة مع راميش تشان يانغ هو ، زايدل يناير ، كيم سانغ يونغ ، Rossen بيم ، يو بو ، Gajek مارسين ، وتشو يينغ هاو ، مارتن لين ، ميكي هولكوم ، وتشينغ ، بترو Maksymovych ، Balke نينا ، كالينين سيرجي Baddorf آرثر ، وباسو سوراف Scullin ماثيو.

الجيل القادم من أجهزة الكمبيوتر وعود ليكون أصغر وأسرع وأكثر تنوعا من الأجهزة بفضل اليوم في جزء منه إلى التنمية المتوقعة للرقائق الذاكرة التي تخزن البيانات من خلال زيادة ونقصان والإلكترون المغناطيسي لحظاته المرتبطة بدلا من شحنة الإلكترون. لأن multiferroics المعرض في وقت واحد اثنين أو أكثر من فيرو الكهربائية أو الخصائص المغناطيسية في استجابة للتغيرات في بيئتها ، وكنت اعتبر انهم المرشحين رئيس الوزراء لتكون المواد المختارة لهذه التكنولوجيا.

البزموت الفريت هي multiferroic تتكون من الحديد والبزموت والأكسجين (BiFeO3). إلا أنه من غير متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف ومضاد الانجذاب المغنطيسي ("فيرو" يشير إلى المغناطيسية في الحديد ولكن على المدى نمت لتشمل المواد والممتلكات التي ليس لها علاقة مع حديد) ، وأوجب على اهتمام خاص في مجال ل spintronics ، وخصوصا بعد اكتشاف الدهشة التي راميش وجماعته في وقت سابق من هذا العام. ووجد الباحثون أنه على الرغم من الفريت البزموت هي مادة عازلة ، من خلال تشغيل بلورات لها وسامسونج (ثنائي الأبعاد) ورقة بعنوان "جدران المجال" التي تدير الكهرباء في درجة حرارة الغرفة. واقترح أن هذا الاكتشاف مع المنشطات الحق ، ويمكن استقرار الدول التي تضطلع في الفريت البزموت ، وفتح إمكانية إنشاء تقاطعات السندات الإذنية ، مفتاح حاسم لإلكترونيات الحالة الصلبة.

"عادة ما يتم التحكم عازل للموصل التحولات من خلال مزيج من المنشطات الكيميائية والمجالات المغناطيسية ولكن المجالات المغناطيسية هي مكلفة للغاية والمستهلكة للطاقة على أن يكون عملي في الأجهزة التجارية" ، وقال راميش. "حقول كهربائية أكثر فائدة بكثير المعلمات السيطرة لأنه يمكنك بسهولة تطبيق الجهد عبر العينة وتعدل حسب الحاجة للحث على عازل الموصلات التحولات."

في دراستهم الجديدة ، راميش وجماعته مخدر أولا الفريت البزموت مع أيونات الكالسيوم متقبل ، والتي هي معروفة لزيادة كمية التيار الكهربائي التي مواد مثل الفريت البزموت يمكن أن تحمل. إنشاء إضافة أيونات الكالسيوم الشواغر الأوكسجين المشحون إيجابيا. أصبح الشواغر الأكسجين عندما تم تطبيق حقل كهربائي للأفلام الكالسيوم مخدر البزموت الفريت ، الجوال. الحقل الكهربائي "اجتاحت" الشواغر الأكسجين نحو السطح العلوي للفيلم ، وخلق نوع أشباه الموصلات ن في هذا الجزء من الفيلم ، في حين أن أيونات الكالسيوم متحرك خلق أشباه الموصلات من النوع p في الجزء السفلي. عكس اتجاه الحقل الكهربائي مقلوب ن من نوع ومناطق أشباه الموصلات من النوع p ، وحقل معتدلة محت لهم.

"هذا هو المبدأ ذاته كما هو الحال في جهاز المكمل حيث تطبيق الجهد بمثابة تبديل على / قبالة الذي يتحكم في خصائص نقل الإلكترون والتغيرات المقاومة الكهربائية من عالية (عازل) إلى منخفضة (الموصل)" ، وقال راميش.

في حين أن الجهاز المكمل نموذجي يضم على / قبالة نسبة التحويل (الفرق بين المقاومة وغير المقاومة للتيار كهربائي) من حوالي مليون شخص ، حقق راميش وجماعته على / قبالة التحول نسبة حوالي ألف في الكالسيوم من مخدر البزموت الفريت الأفلام. في حين أن هذه النسبة غير كافية لتشغيل الجهاز ، ومضاعفة نسبة تحقيق أفضل مع المجالات المغناطيسية ، تشان يانغ هو ، المؤلف الرئيسي لهذه الورقة طبيعة المواد وثيقة آخر في المجموعة يقول راميش يمكن تحسينه.

"لجعل الدولة في أكثر موصل ، لدينا العديد من الأفكار في محاولة نسب الكالسيوم مثل المنشطات المختلفة ، والدول سلالة مختلفة ، وظروف النمو المختلفة ، والمركبات المختلفة في نهاية المطاف باستخدام نفس الفكرة" ، وقال يانغ.

وقبل عام ، راميش وجماعته أظهرت أن يمكن استخدامها حقل كهربائي للتحكم في فرومنتيسم في الفيلم غير مخدر الفريت البزموت. (انظر مواد الطبيعة "، كهربائية الميدان السيطرة على فرومنتيسم المحلية باستخدام multiferroic magnetoelectric")

مع هذه التظاهرة الجديدة أن الجمع بين المنشطات وتطبيق حقل كهربائي يمكن تغيير حالة العزل التي تضطلع من multiferroic ، أظهرت انه وزملاؤه طريقة واحدة إلى الأمام في تكييف multiferroics في بعض الظواهر مثل المغناطيسية الهائلة ، وارتفاع درجة حرارة الموصلية الفائقة والحبار. نوع المجال المغناطيسي للكشف عن وكذلك ل spintronics.

وقال يانغ "أكاسيد مثل الفريت البزموت وفيرة وعرض خصائص غريبة كثيرة من بينها ارتفاع درجة حرارة الموصلية الفائقة والمغناطيسية الهائلة ، ولكن لم تكن قد تستخدم كثيرا في تطبيقات حقيقية لأنه كان من الصعب جدا السيطرة على العيوب ، وخصوصا ، والشواغر الأكسجين. ملاحظاتنا تشير تقنية عامة لجعل العيوب شغور الأكسجين يمكن السيطرة عليها. "

الكثير من العمل في هذه الدراسة الأخيرة التي كتبها راميش ومجموعته نفذت بها في مختبر بيركلي المصدر الخفيفة المتقدمة (ALS) ، على المجهر PEEM2. PEEM ، التي تقف على إصدار ضوئي المجهر الإلكتروني ، هو أسلوب مثالي لدراسة المجالات المغناطيسية وantimagnetic الحديدية ، وPEEM2 ، والمدعوم من المغناطيس ينحني في beamline ALS 7.3.1.1 ، هي واحدة من أفضل الأدوات في العالم ، قادرة على حل الميزات فقط بضعة نانومتر سميكة.

واضاف "بدون قدرات تجاربنا PEEM2 كان ميتا في الماء" ، وقال راميش. "كان أندرياس شول (الذي يدير PEEM2) وفريقه ALS عونا هائلا."

وأيد هذا البحث في المقام الأول من قبل وزارة الخارجية الامريكية من مكتب الطاقة للعلوم الأساسية من خلال برنامج علوم الطاقة.

Last Update: 3. October 2011 06:25

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit