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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка