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>出版社>这一发现可能会为下一代数据存储带来新的材料:军方资助的研究首次证明了在氧化物超晶格中极性天空中的紧急手性。

陆军资助的研究发现可能允许开发可用于改进逻辑/存储器的新型设备结构,传感,通信,以及其他对军队和工业的应用。图像首次在氧化物超晶格中模拟了极性天空中出现的手性。宾夕法尼亚州立大学;C.T.纳尔逊,橡树岭国家实验室;拉玛穆尔的拉美什,加利福尼亚大学伯克利
陆军资助的研究发现可能允许开发可用于改进逻辑/存储器的新型设备结构,传感,通信,以及其他对军队和工业的应用。图像首次在氧化物超晶格中模拟了极性天空中出现的手性。宾夕法尼亚州立大学;C.T.纳尔逊,橡树岭国家实验室;拉玛穆尔的拉美什,加利福尼亚大学伯克利

文摘:
部分由美国资助的研究陆军确定了有一天可能导致应用的材料属性,例如功能更强大的数据存储设备,即使在设备断电后仍能继续保存信息。

这一发现可能会为下一代数据存储带来新的材料:军方资助的研究首次证明了在氧化物超晶格中极性天空中的紧急手性。

三角研究公园,NJ 5月11日发布,二千零一十九

由康奈尔大学和加利福尼亚大学伯克利分校领导的一个研究小组发现了一个可以探索的材料系统和物理现象。

科学家们在极性天空中首次在一种精心设计和合成的具有可逆电性的人工材料中观察到了手性。手性是指两个物体,就像一副手套,可以是彼此的镜像,但不能相互叠加。极性天空终端是由被称为偶极的相反电荷组成的纹理。

研究人员一直认为,天龙座只会出现在磁性材料中,带电电子的磁旋之间的特殊相互作用稳定了Skyrmins扭曲的手性模式。当研究小组在一种电子材料中发现了摩天大楼时,他们很惊讶,他们说。

极地摩天轮和这些电气特性的结合可能允许开发新的设备,这些设备对陆军非常重要,特别是利用手性作为一个可以操纵的参数。

“既然我们知道极性/电性天基是手性的,我们想看看我们是否能用电来操纵它们。拉玛穆尔西拉美什,本项目联合首席研究员。“如果我施加电场,我能像旋转栅门一样转动每一个吗?我能移动每一个吗?一次一个,像棋盘上的棋子?如果我们能移动它们,写下它们,为了数据存储而删除它们,那将是一项令人惊叹的新技术。”

研究人员在《自然》杂志上发表了他们的发现。

“这一突破性的发现可以在未来用于开发可用于改进逻辑/内存的设备结构,传感,通信,以及其他对军队和工业的应用。帕尼(查克拉帕尼)瓦拉纳西,陆军研究室材料科学处处长,美国元素陆军作战能力司令部陆军研究实验室。

当团队在2016年开始研究时,他们已经开始寻找控制热量如何通过材料的方法。他们用钛酸铅(一种极性材料)的交替层制造了一种称为超晶格的特殊晶体结构。其中一端带正电荷,另一端带负电荷)和钛酸锶(绝缘体,或者不导电的材料)。

研究小组开始探索人工设计和结构氧化物的合成,以探索突发现象为目的。自然中普遍存在着突发现象——鱼儿在学校里游泳,鸟儿列队飞行,人群和暴徒的出现都是离散物体(鱼、鱼、鱼、鱼、鱼)相互作用的例子。鸟,人类)会导致意想不到的集体行为。材料也可以表现出这种紧急行为,尤其是在受到约束的情况下。

当科学家对人工设计的钛酸铅/钛酸锶超晶格进行扫描透射电镜测量时,他们看到了一些与热无关的奇怪现象:泡沫状的结构在整个材料中都出现了。钛酸铅是一种著名的铁电材料,而钛酸锶,它的姊妹化合物在室温下不是铁电的。铁电材料是一种具有自发极化的材料,通过外加电场的作用可以逆转这种极化。

那些泡泡,事实证明,是极地的天空。

在伯克利实验室的分子铸造厂和康奈尔材料研究中心使用精密扫描透射电子显微镜时,康奈尔大学的大卫·穆勒(DavidMuller)在室温下实时拍摄了Skyrmins手性的原子快照。研究人员发现,由非极性钛酸锶层施加在极性钛酸铅层上的力在钛酸铅层中产生了极性Skyrmion气泡。

“材料就像人,”拉梅什说。“当人们感到压力时,他们的反应不可预测。这也是材料的作用:在这种情况下,用钛酸锶包围钛酸铅,泰坦酸铅开始疯狂——疯狂的一种方式是创造像天马一样的极地纹理,而不是均匀极化。”

施罗姆说:“这项工作使人们能够在氧化物超晶格中发现一种根本性的新现象。”“我们现在有了一个基于外延的模板来创建许多其他的科学宇宙。例如,我们可以开始研究这种超晶格中的自旋电荷耦合;这方面的工作已经在进行中。”

研究人员还计划研究电场对极地天空的影响。

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宾夕法尼亚州立大学和橡树岭国家实验室的研究人员也参与了这项研究。

此外,美国能源部科学办公室通过戈登和贝蒂穆尔基金会的EMPQS倡议提供额外的资金支持这项研究。国家科学基金会,卢森堡国家研究基金,以及西班牙经济和竞争力部。

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关于美国陆军研究实验室
CCDC陆军研究实验室(ARL)是美国的一个组成部分。陆军作战能力开发司令部。作为陆军的企业研究实验室,ARL发现,创新和转型科技,确保主导战略地力。通过指挥部核心技术能力的协作,CCDC负责发现,为使士兵更有效地赢得我们国家的战争和安全回家,需要发展和提供基于技术的能力。CCDC是美国的一个主要下属司令部。陆军未来司令部。

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