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纳米材料

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多模态纳米素揭示隐藏的磁力

10 Jan 2020 Isabelledumé.
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多信使纳米植物。 (礼貌:Ella Maru Studio)

首次用于研究诸如黑洞并购的天体物理现象的“多信使”方法也可以对量子物理学的超小型领域带来洞察。因此,在美国哥伦比亚大学的研究人员说,使用多种成像和测量技术的组合研究了纳米尺度的应变金属氧化物薄膜的电气,磁性和光学性质。已经出土在电影中出现意外磁相的策略代表了一种探索这些量子材料的新方法,可以更容易地设计具有量身定制的性质的新方法。

天文学中的多信使方法涉及与不同仪器的同时测量相结合,包括红外,光学,X射线和引力波望远镜。在过去的几年里,研究人员已经开始使用这种策略来建立比单独的个体技术的更详细的同性恋现象的更详细的画面。

一个领导的团队 Dmitri Basov. 现在已经将这种革命性的方法延伸到纳米级。在他们的工作中,Basov和同事学习洛杉矶2/3加利福尼亚州 1/3mno.3 (LCMO),属于巨大磁阻锰(AE)1−x关于xmno.3,AE是碱土和稀土,含有两个不同和竞争阶段的碱土,其中:绝缘体和金属。该属性使其成为对下一代计算应用程序进行相位可编程存储器的有希望的材料。

测量技术的组合

在以前的工作中,Basov和同事发现,通过同时施加机械应变和激光脉冲,可以在LCMO中出乎意料地打开磁性金属相位。在他们最新的实验中,研究人员将一部薄薄的LCMO薄膜(在NDGAO上种植3 基板)在超分辨率扫描近场光学显微镜的超分辨率扫描下方。然后,它们在一个方向上施加应变,同时也将其与来自1.5eV(可见光)激光器的130微秒长的光脉冲激发。

通过使用测量技术的组合 - 原子力显微镜,扫描近场光学显微镜,磁力显微镜和超快激光激发,所有在低温下 - 研究人员能够测量光磁绝缘体材料的光诱导的相位过渡含有纳米级结构域的导电铁磁金属。研究人员说,这种意外的开关是完全可逆的,并且可以基于相位可编程记忆。

“该过程是非热的,这意味着两个阶段之间存在大的能量屏障,”团队成员 张景物理世界。因此,热量波动不会破坏铁磁相的稳定性。相变也是超快的。“

队员 Alex McLeod. 补充说,虽然使用扫描探针研究这些材料相对常见,但这是光学纳米成像首次与磁纳米成像组合,并且所有在量子材料表明它们的优点的非常低的温度。他说,调查多信使纳米探针的量子材料可以加速全球努力,以新的房产为这些材料。

“技术飞跃”

研究人员称,他们希望更好地了解他们观察到的阶段过渡的动态。为此,它们正在执行超快X射线散射测量(结合超分辨率近场显微镜),可以在纳米级上探测晶格,电荷和磁性的自由度,希望揭开这种超级背后的机制稳定和全光相位变化。

科学家们报告他们的工作 自然材料说,他们也在寻找“兄弟”的材料系统,以LCMO在超快光学激发时经历相位变化。他们说,研究量子物理现象的多模式纳米科学方法是“科学家如何探索量子材料以解除新现象的”技术飞跃,导游这些材料的现实应用程序的未来功能工程“。

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