• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Kaardistati LaAIO3 ja SrTiO3 siirde vool – ehk ülijuht ja ferromagnet käsikäes

17.09.2013 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Pea kümme aastat tagasi avastati kahe vooluvõrku rakendatud isolaatori, LaAIO3 ja SrTiO3 kontaktpinnal vool. Koolitarkus aga ütleb, et isolaator voolu ei juhi. Sestap algas teadmistejaht, mis päädis mitme huvitava avastustega ning lootusega, et luuakse uus elektroonika klass.

Pildil on tugevama, vasakult paremale kulgeva vooluga piirkonnad tähistatud erkpunaselt. Heledamate piirkondade vool liigub alt üles. Trajektoorid vastavad SrTiO3 kristallstruktuuri eripäradele.

LaAIO3 ja SrTiO3 siirde uurimise uusim vili pärineb SLAC Ameerika Riikliku Kiirendilaboratooriumi ning Stanfordi Ülikooli teadlastelt, kes kaardistasid mikroskoopilise täpsusega kontaktipindade voolu ning tegid seejuures avastuse: siirde vool pole mitte homogeense läbilõikega, vaid on kohati tugevam, nagu jõgi, mille kulgu kujundab siin-seal leiduv põhjakivi.

Avastus trükiti teadusajakirja Nature Materials 15. septembri numbris. See on oluline samm selgitamaks, miks LaAIO3 ja SrTiO3 kontaktpinna füüsika nii eriline on.

„Osutub, et kontaktpinna voolu kuju sõltub SrTiO3 kihi kristallstruktuuri iseärasustest,“ ütles Stanfordi Materjali- ja Energiateaduste instituudi (SIMES) teadlane ning avastuse teinud töörühma juht Kathryn A. Moler. SrTiO3 jahutamine põhjustab materjali kuubiliselt organiseeritud aatomvõre paisumise. Voolu liikumist näib juhtivat lokaalsete paisumiste ebaühtlus.

„Hulk tööd ootab ees enne, kui saame öelda, mis täpselt veidervoole ning teisi harjumatuid kontaktpinna nähtusi põhjustab,“ ütles Moler. Töörühm loodab plaanitud eksperimendid sooritada SLAC-i sünkrotronkiirguriga, mille eredate röntgenkiirtega saab uurida aine aatomstruktuuri.

„LaAIO3 ja SrTiO3 on hästi uuritud materjaliduo. Seda enam oli veidervoolude avastamine kummaline,“ ütles töörühma kuuluv SLAC-i tudeng Eric M. Spanton. „Olles kord aru saanud, mis materjalide liitepunktis toimub, saame vahest nende juhtivust parandada. See on üks meie töö eesmärkidest.“

„Mida paremini materjali peenstruktuuri mõista, seda võimalikum on seda vastavalt vajadusele kohandada,“ lisas töörühma liige ja SLAC ning Stanfordi professor Harold Hwang, kes 2004. aastal LaAIO3 ja SrTiO3 kontaktvoolu avastas.

Kolm aastat hiljem näitas teine töörühm, et kui materjalide kontaktpinda jahutada, muutub see ülijuhtivaks. Veel teinegi töörühm leidis, et kontaktpind võib paiguti olla ferromagneetiline, olgugi, et kumbki materjal eraldiseisvalt magnetitega ei interakteeru. 2011. aastal tegi Massachusettsi Tehnikainstituudi (Massacusetts Institute of Technology, MIT) ning Moleri ja Hwangi teaduskooslus rabava avastuse: jahutatud LaAIO3 ja SrTiO3 kontaktalas võib korraga olla nii ülijuhtivaid kui ferromagnetilisi piirkondi. Need nähtused ei tohiks teooria järgi koos eksisteerida.

Kaasaja elektroonikaaparaadid kasutavad infovahetuseks mitut sorti lüliteid. Pingemuutustega lülitatakse transistore. Kõvaketta domeenide kirjutamiseks ja kustutamiseks kasutatakse magnetvälja. Elektrilised lülitid hoiustavad informatsiooni välkmäludel. LaAIO3 ja SrTiO3 siire, erialase nimega tehisvalmistatud heterostruktuur (engineered heterostructure), võib lubada kaht või kolme tüüpi lülitite töötamist ühes ja samas infotöötlusühikus.

„On lootus, et saame ühte materjaliühikusse rohkem informatsiooni toppida. See topoloogia tarbiks vähem energiat,“ ütles Moler ja lisas, et esialgu on tegemist spekulatsiooniga.

Voolud kaardistati vaakumkambris, millesse LaAIO3 ja SrTiO3 laminaat asetati. Laminaadi siirdesse suunati elektrivool, mille mõjusid mõõdeti tundliku ülijuhtiva kvantinterferomeetriga SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), mis suudab mõõta magnetvälju tugevusega 5×10-18 T. Magnetvälja tugevus Maa pinnal on 25-65×10-6 T. Mõõtmised näitasid, et voolu tugevus oli siirdes paiguti erinev ning moodustas seejuures triibulise mustri. Pilt tehti polarisatsioonmikroskoobiga.

Allikas: Phys.org

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Kõigest paberlehe paksune TV? Prinditav elektroonika muutus lihtsamaks
  2. Boornitriidist dielektrikkiht tõotab õhemat elektroonikat
  3. Teadlased jälgisid vase-komposiidi spinn-üleminekuid
  4. „Tumedad plasmonid“ edastavad energiat
  5. Uut tüüpi metall sügaval Maa all
  6. Isepuhastuv klaas
  7. Nanotorudest valmistatud vedrudest loodi naha-sarnased sensorid
  8. Viidi läbi paljutõotava spintroonika materjali mangaanoksiidi uuringud
  9. Mustem kui öö: metamaterjal neelab pea kogu valguse
  10. Ferroelektrikud võivad alandada arvutite võimsustarvet

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in