Khi nhắc đến từ "nam châm", chúng ta không thể không nghĩ đến sức mạnh kỳ lạ và mạnh mẽ mà nó mang lại. Những chiếc nam châm dường như có khả năng bám chặt vào bề mặt mà không cần một loại keo dán nào, chính vì vậy mà các trò chơi như Etch-a-Sketch hay Operation đã tạo nên sự cuốn hút cho nhiều thế hệ trẻ em.
Chúng ta thường gặp một dạng từ tính quen thuộc gọi là "ferromagnetism" (từ tính sắt), nơi các kim loại như sắt và niken có thể trở thành nam châm khi ở trong một trường từ. Tuy nhiên, không phải tất cả các vật liệu đều có từ tính mạnh mẽ như vậy. Một số vật liệu như nhôm có tính chất "paramagnetic", với sức hút yếu và hầu như không nhìn thấy được. Thậm chí còn có một loại từ tính đặc biệt khác gọi là "antiferromagnetism", nơi các nguyên tử hoặc ion trong vật liệu có từ tính đối kháng lẫn nhau, khiến cho từ tính của chúng không phát huy tác dụng.
Gần đây, tại MIT, các nhà vật lý đã phát hiện ra một loại từ tính hoàn toàn mới, kết hợp giữa tính chất của ferromagnetic và antiferromagnetic. Họ gọi nó là "p-wave magnetism". Đặc điểm nổi bật của loại từ tính này là nó sử dụng sự quay (spin) của các nguyên tử trong vật liệu thay vì dựa vào điện tích để tạo ra tính chất từ tính. Việc phát hiện này mở ra những cơ hội mới cho các thiết bị spintronic có hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và độ bền vượt trội.
Có thể bạn sẽ thắc mắc spintronics là gì? Nghe có vẻ lạ lẫm, nhưng thực ra đây là một lĩnh vực khoa học tập trung vào việc điều chỉnh sự quay của các nguyên tử trong các vật liệu ferromagnetic và antiferromagnetic. Các nguyên tử trong ferromagnet thường quay cùng một chiều, tạo ra một trường từ mạnh. Ngược lại, các nguyên tử trong antiferromagnet lại có sự quay đối kháng, dẫn đến việc trường từ không được thể hiện rõ ràng.
Nhóm nghiên cứu tại MIT đã tổng hợp thành công iodide niken (NiI2) và quan sát hành vi của các electron trong nguyên tử của nó. Họ phát hiện rằng, giống như ferromagnet, các electron có một hướng quay ưa thích, nhưng cũng có đủ electron quay theo chiều ngược lại để làm mất đi từ tính. Đặc biệt, các nguyên tử niken sắp xếp theo hình xoắn ốc, điều này cho phép họ điều chỉnh hướng quay của những nguyên tử này bằng một điện áp. Nhờ đó, họ đã biến đổi vật liệu này thành một nam châm p-wave. Các electron cũng quay theo cùng hướng với các nguyên tử dọc theo điện áp đó.
Sự phát triển này có thể mang lại bước tiến vượt bậc cho các chip máy tính. Với việc dữ liệu được lưu trữ dưới dạng quay của electron thay vì điện tích, khả năng lưu trữ sẽ tăng lên gấp nhiều lần so với trước đây. "Kết quả này đánh dấu lần đầu tiên chứng kiến một nam châm không đối xứng có thể thay đổi theo điện," nhóm nghiên cứu cho biết. "Những phát hiện này mở ra một lĩnh vực mới cho việc bảo vệ đối xứng và điều chỉnh điện áp dưới dạng phân cực quay không tương đối trong một nam châm được bù đắp."
Cuối cùng, người viết bài viết này là Elizabeth Rayne, một nhà văn có chất liệu đa dạng và phong phú. Các tác phẩm của cô đã xuất hiện trên nhiều trang báo nổi tiếng. Khi không viết lách, cô thường dành thời gian vẽ tranh, chơi piano hoặc đơn giản là thư giãn bên chú vẹt của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a64991278/new-magnetism-spintronics/
Chúng ta thường gặp một dạng từ tính quen thuộc gọi là "ferromagnetism" (từ tính sắt), nơi các kim loại như sắt và niken có thể trở thành nam châm khi ở trong một trường từ. Tuy nhiên, không phải tất cả các vật liệu đều có từ tính mạnh mẽ như vậy. Một số vật liệu như nhôm có tính chất "paramagnetic", với sức hút yếu và hầu như không nhìn thấy được. Thậm chí còn có một loại từ tính đặc biệt khác gọi là "antiferromagnetism", nơi các nguyên tử hoặc ion trong vật liệu có từ tính đối kháng lẫn nhau, khiến cho từ tính của chúng không phát huy tác dụng.
Gần đây, tại MIT, các nhà vật lý đã phát hiện ra một loại từ tính hoàn toàn mới, kết hợp giữa tính chất của ferromagnetic và antiferromagnetic. Họ gọi nó là "p-wave magnetism". Đặc điểm nổi bật của loại từ tính này là nó sử dụng sự quay (spin) của các nguyên tử trong vật liệu thay vì dựa vào điện tích để tạo ra tính chất từ tính. Việc phát hiện này mở ra những cơ hội mới cho các thiết bị spintronic có hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và độ bền vượt trội.
Có thể bạn sẽ thắc mắc spintronics là gì? Nghe có vẻ lạ lẫm, nhưng thực ra đây là một lĩnh vực khoa học tập trung vào việc điều chỉnh sự quay của các nguyên tử trong các vật liệu ferromagnetic và antiferromagnetic. Các nguyên tử trong ferromagnet thường quay cùng một chiều, tạo ra một trường từ mạnh. Ngược lại, các nguyên tử trong antiferromagnet lại có sự quay đối kháng, dẫn đến việc trường từ không được thể hiện rõ ràng.
Nhóm nghiên cứu tại MIT đã tổng hợp thành công iodide niken (NiI2) và quan sát hành vi của các electron trong nguyên tử của nó. Họ phát hiện rằng, giống như ferromagnet, các electron có một hướng quay ưa thích, nhưng cũng có đủ electron quay theo chiều ngược lại để làm mất đi từ tính. Đặc biệt, các nguyên tử niken sắp xếp theo hình xoắn ốc, điều này cho phép họ điều chỉnh hướng quay của những nguyên tử này bằng một điện áp. Nhờ đó, họ đã biến đổi vật liệu này thành một nam châm p-wave. Các electron cũng quay theo cùng hướng với các nguyên tử dọc theo điện áp đó.
Sự phát triển này có thể mang lại bước tiến vượt bậc cho các chip máy tính. Với việc dữ liệu được lưu trữ dưới dạng quay của electron thay vì điện tích, khả năng lưu trữ sẽ tăng lên gấp nhiều lần so với trước đây. "Kết quả này đánh dấu lần đầu tiên chứng kiến một nam châm không đối xứng có thể thay đổi theo điện," nhóm nghiên cứu cho biết. "Những phát hiện này mở ra một lĩnh vực mới cho việc bảo vệ đối xứng và điều chỉnh điện áp dưới dạng phân cực quay không tương đối trong một nam châm được bù đắp."
Cuối cùng, người viết bài viết này là Elizabeth Rayne, một nhà văn có chất liệu đa dạng và phong phú. Các tác phẩm của cô đã xuất hiện trên nhiều trang báo nổi tiếng. Khi không viết lách, cô thường dành thời gian vẽ tranh, chơi piano hoặc đơn giản là thư giãn bên chú vẹt của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/science/a64991278/new-magnetism-spintronics/
