Berita Magnert 2021: Awan Magnetik dan Aliran Panas Magnet – Peneliti Mengontrol Awan Magnetik di Graphene, Mengaktifkan dan Menonaktifkan Magnet
Para ilmuwan dari University of Manchester telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa awan magnetik di graphene dapat dihamburkan secara terkendali dan kemudian dipadatkan kembali, memungkinkan para peneliti untuk bekerja menuju perangkat seperti transistor di mana informasi ditulis dengan mengalihkan graphene antara magnet dan non-magnetik. keadaan magnet. slot online
Dalam sebuah laporan yang diterbitkan di Nature Communications, tim Universitas Manchester yang dipimpin oleh Dr Irina Grigorieva menunjukkan cara membuat momen magnetik dasar di graphene dan kemudian menghidupkan dan mematikannya.
Ini adalah pertama kalinya magnetisme itu sendiri diubah, alih-alih arah magnetisasinya dibalik.
Masyarakat modern tidak dapat dibayangkan tanpa menggunakan bahan-bahan magnetis.
Mereka telah menjadi bagian integral dari gadget elektronik di mana perangkat termasuk hard disk, chip memori, dan sensor menggunakan komponen magnetik mini.
Setiap magnet mikro memungkinkan sedikit informasi (‘0’ atau ‘1’) untuk disimpan sebagai dua arah magnetisasi (‘utara’ dan ‘selatan’).
Bidang elektronik ini disebut spintronics.
Meskipun kemajuan besar, kekecewaan besar spintronics sejauh ini ketidakmampuannya untuk memberikan perangkat aktif, di mana peralihan antara arah utara dan selatan dilakukan dengan cara yang mirip dengan yang digunakan dalam transistor modern.
Situasi ini dapat berubah secara dramatis karena penemuan terbaru.
Graphene adalah kawat ayam yang terbuat dari atom karbon.
Dimungkinkan untuk menghilangkan beberapa atom ini yang menghasilkan lubang mikroskopis yang disebut kekosongan.
Para ilmuwan Manchester telah menunjukkan bahwa elektron mengembun di sekitar lubang ini menjadi awan elektronik kecil, dan masing-masing berperilaku seperti magnet mikroskopis yang membawa satu unit magnet, berputar.
Dr Grigorieva dan timnya telah menunjukkan bahwa awan magnetik dapat dihamburkan secara terkendali dan kemudian dipadatkan kembali.
Dia menjelaskan: “Terobosan ini memungkinkan kita untuk bekerja menuju perangkat seperti transistor di mana informasi ditulis dengan mengalihkan graphene antara keadaan magnetik dan non-magnetiknya.”
“Keadaan ini dapat dibaca baik dengan cara konvensional dengan mendorong arus listrik melalui atau, bahkan lebih baik, dengan menggunakan aliran putaran.”
“Transistor semacam itu telah menjadi cawan suci spintronics.”
Dr Rahul Nair, yang memimpin percobaan tersebut, berkomentar, “Sebelumnya, seseorang hanya dapat mengubah arah magnetisasi magnet dari utara ke selatan.”
“Sekarang kita dapat menghidupkan dan mematikan magnet sepenuhnya.”
“Graphene sudah menarik minat dalam hal aplikasi spintronics, dan saya berharap penemuan terbaru akan menjadikannya yang terdepan.”
Pemenang Nobel dan rekan penulis makalah Profesor Andre Geim menambahkan: “Saya ingin tahu berapa banyak lagi kejutan yang disimpan graphene.”
“Yang ini tiba-tiba muncul. Kita harus menunggu dan melihat selama beberapa tahun tetapi magnetisme yang dapat dialihkan dapat menyebabkan dampak yang melebihi harapan yang paling optimis.”
Profesor Antonio Castro Neto, Direktur Pusat Penelitian Graphene di Singapura dan salah satu penulis laporan tersebut, mengatakan: “Pekerjaan ini membuka pintu bagi perangkat magnetik baru yang sangat tipis secara atom dan dapat dengan mudah dikontrol secara eksternal dengan penerapan medan listrik biasa.”
“Perangkat baru ini dapat digabungkan dalam sirkuit elektronik untuk menciptakan fungsionalitas untuk mengontrol magnet dan muatan yang tidak ada sebelumnya.”
“Mereka menyatukan memori magnetik dengan sirkuit listrik. Ini benar-benar terobosan.”
Penemuan Medan Magnet yang Dapat Membalik Aliran Panas
Para ilmuwan menemukan medan magnet yang dapat mengontrol aliran panas dari satu benda ke benda lainnya.
Ini pertama kali diprediksi 50 tahun yang lalu, dan efeknya suatu hari nanti dapat menyebabkan generasi baru perangkat elektronik yang menggunakan panas daripada muatan untuk membawa informasi.
Para ilmuwan mempublikasikan temuan mereka di jurnal Nature.
Fisikawan Brian Josephson meramalkan adanya terowongan antara superkonduktor yang dipisahkan oleh lapisan tipis isolator pada tahun 1962, sebuah proses yang dilarang dalam fisika klasik.
Persimpangan Josephson dibangun dan digunakan untuk membuat perangkat interferensi kuantum superkonduktor (SQUID) yang dijual sebagai magnetometer ultra-sensitif.
Dalam studi terbaru, para ilmuwan mengukur perilaku termal perangkat.
Mereka memanaskan salah satu ujung cumi-cumi sepanjang beberapa mikrometer dan memantau suhu elektroda yang terhubung dengannya.
Saat peneliti memvariasikan medan magnet yang melewati loop, jumlah panas yang mengalir melalui perangkat berubah.
Efek tersebut sejalan dengan teori yang dikemukakan sebelumnya.
Alat itu bekerja dengan membalikkan sebagian perpindahan panas, sehingga sebagian akan mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih hangat.
Ini adalah proses kontra-intuitif dan perangkat dengan persimpangan Josephson memaksakan tatanan kuantum padanya.
Pelanggaran hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa panas akan selalu mengalir dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin, dimungkinkan karena hanya sebagian dari total aliran panas yang dikenai fasa.
Ketika panas yang ditransfer oleh elektron tunggal diperhitungkan, aliran bersih masih dari ujung panas ke ujung dingin.
Variasi aliran panas ini dapat dijelaskan oleh fase superkonduktor yang digunakan.
Aliran panas terbesar terjadi ketika puncak di dalam satu setengah lingkaran sejajar dengan puncak di setengah lainnya.
Aliran itu minimal ketika puncak bertemu palung. Medan magnet menggeser fase-fase tersebut relatif satu sama lain, memodifikasi aliran panas.
Ada aplikasi dalam pendinginan solid-state, dan penelitian ini dapat membantu mewujudkan mesin panas kecil namun sangat efisien, yang dapat membentuk dasar “kaloritronik koheren”, di mana informasi dibawa oleh pertukaran panas, bukan yang listrik.…