Nuacht Eolaíochta agus Teicneolaíochta Fhionnuisce am Beijing ar 1 Lúnasa, thuairiscigh Science Daily, de réir teoiric nua a mhol taighdeoirí ag Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts sna Stáit Aontaithe, go bhféadfaí na greamáin chuisneáin maighnéadacha a bailíodh ar dhromchla an chuisneora lá amháin a úsáid. mar chuisnithe. Déanann an teoiric seo cur síos ar ghluaisne magnons, atá ina leathcháithníní de mhaighnéid agus ina rothlaithe comhchoiteann de chuimhneacháin maighnéadacha, nó "spins." Chomh maith leis an nóiméad maighnéadach, seoltar magnons teas freisin. Ag baint úsáide as a gcothromóid mholta, fuair na taighdeoirí MIT amach go bhféadfadh magnons aistriú ó cheann ceann maighnéad go dtí an taobh eile nuair a bhíonn siad faoi lé grádáin réimse mhaighnéadaigh, ag iompar teasa agus ag cruthú éifeacht fuaraithe. .
Tuarann teoiric nua go bhféadfadh maighnéid gníomhú mar chuisnithe gan sreang
"Is féidir leat teas a chaidéil ó cheann amháin go ceann eile, agus mar sin go bunúsach is féidir leat maighnéad a úsáid mar chuisneoir," a deir Bolin Liao, mac léinn iarchéime i Scoil na hInnealtóireachta Meicniúla MIT. "Is féidir leat an cás iarratais ar fhuarú gan sreang a shamhlú, mar shampla réimse maighnéadach a chur le maighnéad méadar nó dhó ón ríomhaire chun an ríomhaire a fhuarú."
Go teoiriciúil, ní bheadh aon pháirteanna gluaisteacha ag teastáil ón gcuisneoir faoi thiomáint réimse mhaighnéadaigh, murab ionann agus gnáthchuisneoirí, a éilíonn sreabhach a tharraingt trí shraith feadáin le haghaidh fuaraithe. D'fhoilsigh Liao agus mac léinn iarchéime eile, Jiawei Zhou, agus Gang Chen, déan Scoil na hInnealtóireachta Meicniúla MIT, an páipéar ar theoiric an fhuaraithe maighnéadóin san iris Physical Review Letters.
"Anois tá teoiric nua ag daoine chun staidéar a dhéanamh ar conas a bhogann magnons faoi réimsí agus grádáin teochta atá ann cheana féin," a dúirt Liao. "Tá na cothromóidí seo bunúsach d'iompar magnon."
éifeacht fuaraithe
I substaint ferromagnetic, is féidir le móimintí maighnéadacha logánta rothlú agus ailíniú i dtreonna difriúla. Ag nialas iomlán, ailíníonn na chuimhneacháin maighnéadacha áitiúla chun an fórsa maighnéadach is láidre sa maighnéad a chruthú. De réir mar a mhéadaíonn an teocht de réir a chéile, éiríonn an maighnéad níos laige agus níos laige, de réir mar a rothlaíonn níos mó agus níos mó chuimhneacháin maighnéadacha áitiúla ar shiúl ón líne ailínithe, agus cruthaíonn an teocht méadaithe fo-thacar maighnéadach.
Tá magnáin cosúil le leictreoin ar go leor bealaí sa mhéid is go n-iompraíonn siad leictreachas agus go seolann siad teas. Freagraíonn leictreoin do réimsí leictreacha nó grádáin teochta - feiniméan ar a dtugtar an iarmhairt theirmileictreach. Le blianta beaga anuas tá eolaithe tar éis imscrúdú a dhéanamh ar iarratais éagsúla ar an éifeacht seo, mar shampla gineadóirí thermoelectric, ar féidir leo teas a thiontú go leictreachas go díreach, nó éifeacht fuaraithe a bhaint amach gan aon pháirteanna ag gluaiseacht.
D'aithin Liao agus a chomhghleacaithe éifeacht "cúplála" den chineál céanna i magnons a fhreagraíonn do dhá fhórsa: grádáin teochta nó réimsí maighnéadacha. Ós rud é go n-iompraíonn magnons agus leictreoin an-chosúil maidir leis seo, mhol na taighdeoirí teoiric iompair magnon bunaithe ar chothromóid iompair Boltzmann, cothromóid iompair leictreon a nglactar leis go forleathan i teirmeleictreach.
Bunaithe ar dhíorthú na cothromóide seo, mhol Liao, Zhou agus Chen dhá chothromóid nua chun cur síos a dhéanamh ar iompar magnon. Ag baint úsáide as na cothromóidí nua seo, thuar siad éifeacht fuaraithe magnon nua, cosúil leis an éifeacht fuaraithe teirmeleictreach, ina n-iompraíonn magnon teas ó cheann amháin de mhaighnéad go dtí an taobh eile faoi ghrádáin réimse mhaighnéadaigh.
turgnaimh nua a spreagadh
D'úsáid Liao airíonna na n-inslitheoirí réimse maighnéadach coitianta chun múnla a dhéanamh ar an gcaoi a n-oibríonn éifeacht fuaraithe magnons in ábhair réimse mhaighnéadaigh atá ann cheana féin. Bhailigh sé sonraí ar an ábhar seo ó litríocht roimhe seo, agus ansin chuir sé na sonraí sin isteach sa mhúnla nua. Fuair siad amach go bhfuil éifeacht fuaraithe ag an ábhar go deimhin le haghaidh grádáin réimse mhaighnéadaigh measartha, atá an-bheag ach suntasach ag teochtaí ísle.
Tugann na torthaí teoiriciúla le fios go bhféadfadh na chéad iarratais ar éifeachtaí fuaraithe magnon cabhrú le heolaithe ar thionscadail a dteastaíonn fuarú gan sreang ag teochtaí ultra-íseal. "Ag an gcéim seo, is iad na hiarratais ionchasacha crióigineacha -- mar shampla, brathadóirí infridhearg fuaraithe," a dúirt Chen. "Mar sin féin, ní mór dúinn fós an éifeacht seo a léiriú go turgnamhach agus ábhair níos fearr a aimsiú. Tá súil againn go spreagfaidh sé seo turgnaimh nua."
Is é an éifeacht fuaraithe réimse maighnéadach a shainaithin an fhoireann ná "creat teoiriciúil an-úsáideach chun staidéar a dhéanamh ar an gcúpláil idir rothlú agus teas, rud a d'fhéadfadh coincheap na fo-úsáide a spreagadh mar 'sreabhán' oibre i gcórais cuisniúcháin soladach-stáit." Ní raibh baint ag Shi leis an staidéar.
Tugann Liao le fios go bhféadfadh magnons a bheith ina uirlis nua freisin chun feabhas a chur ar na hinnill thermoelectric atá ann cheana féin, atá, cé go bhfuil siad nuálaíoch, fós sách neamhéifeachtach. "Tá bealach fada fós le dul do thermoelectrics chun dul san iomaíocht le teicneolaíochtaí traidisiúnta," a dúirt Liao. "Is féidir le himscrúdú a dhéanamh ar chéimeanna saoirseachta réimse maighnéadach leas iomlán a bhaint as na córais atá ann cheana féin agus feabhas a chur ar éifeachtacht thermoelectric."
