Magnonlar, manyetik malzemelerdeki kuantize edilmiş spin dalgalarını temsil eden yarı parçacıklardır. Elektrik yükünü hareket ettirmeden bilgi taşıyabiliyorlar, bu da onları geleneksel elektroniklerden daha az enerji kullanabilecek gelecekteki bilgi teknolojileri için umut verici kılıyor. Bu dalgaların frekansı, kararlılığı ve yayılma mesafesi, potansiyel uygulamaları açısından önemlidir.
Şimdi yeni bir çalışma, katmanlı bir malzemenin manyetik boyutluluğunu değiştirmenin, spin dalgalarının frekansını önemli ölçüde artırabildiğini buldu. Araştırmacılar, Cr₂₋δTe₂’deki boş krom boşluklarının sayısını ayarlayarak, dönüş dalgası frekansını beş kattan fazla artırabilirler.
Çalışma, şu tarihte yayınlandı: NewtonÇin Bilimler Akademisi Hefei Fiziksel Bilim Enstitüleri Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı’ndan Profesör Sheng Zhigao tarafından yönetildi.
Bu çalışmada araştırmacılar, farklı konsantrasyonlarda krom boşluğuna sahip iki Cr₂₋δTe₂ kristaline odaklandılar. Ultra hızlı spektroskopi ölçümlerini kullanarak, manyetik boyutluluktaki değişikliklere yanıt olarak dönüşlerin nasıl ilerlediğini izlediler.
Krom boşluk konsantrasyonunun arttırılmasının, malzemenin manyetik davranışını yarı üç boyutludan yarı iki boyutluya değiştirdiğini buldular. Bu değişiklikle birlikte 1 Tesla’lık manyetik alan altında spin-dalga frekansı 37 GHz’den 194 GHz’e yükseldi. 7 Tesla’da 352 GHz’e ulaştı.
Ancak daha yüksek dönüş dalgası frekansı, daha güçlü sönümlemeyle birlikte geldi, bu da dönüş dalgalarının daha hızlı enerji kaybetmesi anlamına geliyordu. Araştırmacılar, daha güçlü manyetik anizotropinin esas olarak yüksek frekanstan sorumlu olduğunu, krom boşluklarının neden olduğu saçılmanın ise artan sönümlemeye katkıda bulunduğunu buldu. Katmanlar arasındaki zayıf manyetik bağlantı, malzeme boyunca dönme dalgası yayılımını da kısıtlayarak, dönme dalgası hareketini daha lokal hale getirdi.
Sheng, “Manyetik boyutu değiştirerek, yalnızca dönüş dalgalarının frekansını değil, aynı zamanda ne kadar hızlı enerji kaybettiklerini ve nasıl yayıldıklarını da kontrol edebiliriz” dedi. “Bu anlayış, katmanlı manyetik malzemelere dayalı yüksek frekanslı cihazların tasarımına rehberlik etmeye yardımcı olabilir.”
Sadie Harley
Lisans Yaşam Bilimleri ve Ekoloji. Petrol, gaz ve yenilenebilir endüstrilerde farmasötik haber deneyimine sahip mikrobiyoloji laboratuvarı geçmişi.
Tam profil →
Andrew Zinin
Araştırma deneyimi olan fizik alanında yüksek lisans. Uzun süredir bilim haberlerinin meraklısıyım. Science X’in editoryal başarısında anahtar rol oynar.
Tam profil →
