日本理化学研究所成功利用超声波探测反铁磁体

日期：2024-07-27 来源：21dB声学人浏览：239 评论：0

核心提示：日本理化学研究所的科研人员利用超声波检测了一种被称为反铁磁体的磁性材料。这一研究进展将使探测其特性变得更加容易，这对基于

日本理化学研究所的科研人员利用超声波检测了一种被称为反铁磁体的磁性材料。这一研究进展将使探测其特性变得更加容易，这对基于反铁磁体的新设备的开发是一个好兆头。

当今的数据存储设备主要依赖于铁磁体——诸如铁、镍和钴等磁性材料，其中所有原子的磁场都相互对齐。但另一类磁性材料，即反铁磁体，其中相邻原子的磁场指向相反方向，比铁磁体具有多方面的优势。特别是，由于各个原子的磁场有效地相互抵消，它们可以实现更高的数据存储密度。

“由于反铁磁体中没有净磁化，因此你可以在磁铁开始相互通信之前将它们塞得更近，”RIKEN新兴物质科学中心的Jorge Puebla解释道。“因此，与使用铁磁体相比，使用反铁磁体可以创建具有更密集元素的存储设备。”

但反铁磁体的一个缺点是它们不能用传统的测量技术进行探测，因此很难确定它们的性质。Puebla说：“尽管反铁磁体已经存在了半个多世纪，但实验上获取反铁磁体的难度是人们对其了解程度低于铁磁体的主要原因之一。”

现在，Puebla和同事们已经证明，声波可用于探测由特殊化合物（称为范德华材料）制成的反铁磁体，其中材料层通过弱分子范德华力结合在一起。

他们成功的秘诀在于对材料的明智选择。由于相邻层之间的键比普通材料弱得多，超声波会在材料中产生磁波，即自旋波，从而使研究人员能够探测其特性。通常，需要比超声波高得多的频率才能激发非范德华材料制成的反铁磁体中的自旋波。这种利用声波探测范德华材料制成的反铁磁体的能力将有助于加速反铁磁体的研究。

“现在我们可以将声波与反铁磁体耦合，我们将能够进行许多类似于对铁磁体进行的实验，”Puebla说。具体来说，该团队目前正致力于利用声波检测反铁磁体中移动电子自旋产生的电流。

他们还在探索声波与自旋波强烈相互作用时会发生什么。“这被称为强耦合状态，其中会发生许多有趣的物理现象，”Puebla说。“预计它还将催生出许多有趣的技术。”

文献网址：

https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/rr/20240404_3/index.html

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