Как крошечные барабаны раскрывают тайны магнитных переходов в наноматериалах?

Ученые из Технического университета Делфта (Нидерланды) в сотрудничестве с коллегами из Университета Валенсии и Национального университета Сингапура разработали революционный метод изучения фазовых переходов в двумерных наноматериалах. Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Nature Communications, демонстрируют, как механические свойства материалов могут раскрыть фундаментальные изменения в их магнитной структуре.
Как крошечные барабаны раскрывают тайны магнитных переходов в наноматериалах?
Изображение носит иллюстративный характер

В центре исследования находится FePS₃ — двумерный наноматериал толщиной всего в несколько атомов. Команда ученых впервые разработала методику, позволяющую изучать сложные фазовые переходы в таких ультратонких материалах, определив температуру перехода около -160°C.

Методология исследования основана на использовании подвешенных мембран FePS₃ в качестве миниатюрных «барабанов». Исследователи заставляли материал вибрировать с высокой амплитудой, одновременно меняя температуру, и измеряли, как изменяются колебания вблизи температуры фазового перехода. Наблюдения показали нелинейные изменения механических свойств материала во время перехода.

«Мы обнаружили удивительную связь между магнитными и механическими свойствами материала», — отмечают исследователи. Изменения температуры напрямую влияют как на магнитные, так и на упругие характеристики наноматериала. При более высоких температурах «магнитный барабан» остается мягким, а спины атомов находятся в хаотичном состоянии. При охлаждении барабан натягивается, а спины выстраиваются в упорядоченную структуру. Переход между этими состояниями происходит сложным, нелинейным образом.

Фарбод Алиджани, доцент факультета машиностроения Технического университета Делфта, подчеркивает: «Мембраны демонстрируют исключительную чувствительность к внутренним и внешним силам, что открывает перспективы для создания ультрачувствительных сенсоров».

Исследование было вдохновлено работой Макарса Шишкинса, аспиранта, который первым предположил возможность использования механических колебаний для изучения магнитных свойств наноматериалов. Херре ван дер Зант, соавтор исследования, планирует продолжить работу, исследуя возможность обнаружения «спиновых волн» с помощью нанобарабанов.

Спиновые волны представляют особый интерес для исследователей, поскольку могут служить носителями информации в магнитных материалах. Это открывает путь к созданию инновационных наномеханических устройств с уникальными функциональными возможностями.

Ученые планируют применить разработанную методологию к другим наноматериалам, расширяя понимание фундаментальных свойств материи на наноуровне. Такие исследования не только углубляют наше понимание квантовых явлений, но и закладывают основу для разработки новых технологий в области наноэлектроники и квантовых вычислений.


Новое на сайте

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка