تازه های شیمی

شیشه اسپینی خودالقا حالت جدیدی از ماده که کشف شد

شیشه اسپینی خودالقا حالت جدیدی از ماده کشف شد

شیشه اسپینی خودالقا حالت جدیدی از ماده که توسط دانشمندان شناسایی و کشف شده است که در تولید پلتفرم های هوش مصنوعی کاربرد دارد. زمانی که تمام اتم های تشکیل دهنده یک ماده دارای اسپین هایی با راستای یکسان باشند، خاصیت مغناطیسی در آن ماده ایجاد می شود. ولی در شیشه اسپینی، اسپین ها فاقد نظم هستند و در راستاهای تصادفی قرار دارند. دلیل استفاده از عنوان شیشه برای نامگذاری این حالت ماده نیز به علت تشابه چیدمان اتم های ماده در این حالت، با چیدمان اتم های تشکیل دهنده شیشه است. در ادامه از جم شیمی به بررسی این کشف مهم می پردازیم.

تا به حال شیشه های اسپینی تنها داخل آلیاژهای خاصی مشاهده شده اند. اینک پژوهشگران متوجه شدند این حالت ماده بطور طبیعی در عنصر نئودیمیم ایجاد می شود. برای تفکیک این حالت جدید از آنچه در آلیاژها رخ می دهد از عنوان خود القا برای نامگذاری این حالت استفاده شد.

عنصر نئودیمیم به علت داشتن خواص مغناطیسی عجیب، شناخته شده است. پژوهشگران از طریق بررسی این عنصر با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) متوجه شدند اسپین اتم های این عنصر با سرعت های مختلف در حال چرخش مارپیچی هستند و در نتیجه شکل مارپیچ دائما در حال تغییر است. تکنیک STM امکان مشاهده ساختار و تشخیص قطب شمال و جنوب هریک از اتم ها را بطور مستقل فراهم می کند و با استفاده از آن میتوان رفتار ماده را در سطح اتمی با دقت فوق العاده ای مشاهده کرد.

به گفته پژوهشگران طبق آنچه در این تحقیقات مشخص شده است، احتمالا عناصر دیگری نیز وجود دارند که امکان دارد به حالت شیشه اسپینی خودالقا درآیند. به اعتقاد پژوهشگران رفتار اسپینی اتم ها در این حالت شباهت زيادي به رفتار نورون ها دارد و میتوان از این حالت ماده برای توسعه سیستم های هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) بهره گرفت.

Abstract: Spin glasses are a highly complex magnetic state of matter intricately linked to spin frustration and structural disorder. They exhibit no long-range order and exude aging phenomena, distinguishing them from quantum spin liquids. We report a previously unknown type of spin glass state, the spin-Q glass, observable in bulk-like crystalline metallic neodymium thick films. Using spin-polarized scanning tunneling microscopy combined with ab initio calculations and atomistic spin-dynamics simulations, we visualized the variations in atomic-scale noncolinear order and its response to magnetic field and temperature. We quantified the aging phenomena relating the glassiness to crystalline symmetry and the energy landscape. This result not only resolves the long-standing debate of the magnetism of neodymium, but also suggests that glassiness may arise in other magnetic solids lacking extrinsic disorder
امتیاز: 3.7/5 از 3 رای.
لطفا صبر کنید...
منبع
DOI: 10.1126/science.aay6757
برچسب ها
به کانال بزرگ تلگرام جم شیمی بپیوندید

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن