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      科學(xué)家利用磁缺陷實(shí)現(xiàn)電磁波的突破
      
			
      
				2019-07-04 14:33:37
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      沖浪者花費(fèi)大量時(shí)間觀察長(zhǎng)波進(jìn)入海岸線，因?yàn)楫?dāng)它開(kāi)始彎曲和折斷時(shí)，他們?cè)噲D抓住一條正確的海浪。
      

      同樣，科學(xué)家正致力于制造扭曲的螺旋電磁波，其曲率可以在原子水平上更準(zhǔn)確地成像不同材料的磁性，并可能導(dǎo)致未來(lái)器件的發(fā)展。
      

      科學(xué)家利用磁缺陷實(shí)現(xiàn)電磁波的突破
      

      當(dāng)科學(xué)家使用電子束觀察材料樣本時(shí)，他們能夠修改構(gòu)成光束的電磁波的許多不同方面。它們可以使波的幅度更大或更小，或使波更快或更慢。然而，到目前為止，沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法可以將平面波(如長(zhǎng)海滾動(dòng)波)轉(zhuǎn)換成螺旋波，就像那些在海岸上墜落的波浪一樣。
      

      在美國(guó)能源部(DOE)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家們創(chuàng)造了由納米級(jí)磁島組成網(wǎng)格的小磁區(qū)缺陷。平面波與這些缺陷相互作用，從而產(chǎn)生螺旋波。
      

      Argonne材料科學(xué)家Charudatta(CD)Phatak說(shuō)：“我們正在尋找具有完美卷曲的波浪，并且為了產(chǎn)生卷曲，我們需要給它們一些撞擊的東西，在我們的例子中是磁性單極子。”
      

      科學(xué)家對(duì)螺旋波如此感興趣的原因是它們具有稱為軌道角動(dòng)量的特性。了解電子束的軌道角動(dòng)量允許科學(xué)家通過(guò)確定稱為磁矩的原子特性來(lái)研究材料在原子水平上的磁性行為。
      

      “如果我們能夠看到材料的磁矩，我們就可以對(duì)材料的總磁性進(jìn)行描述，以及材料將如何表現(xiàn)其電子和磁性，”Phatak說(shuō)。
      

      以這種方式，重新配置的電子束可用于研究其中自旋和磁化起關(guān)鍵作用的材料，可能為新形式的電子器件鋪平道路。
      

      獲得由軌道角動(dòng)量編碼的信息也將使科學(xué)家能夠更好地理解手性材料的細(xì)微差別，手性材料具有決定其性質(zhì)的左手或右手。
      

      可以將缺陷網(wǎng)格插入任何透射電子顯微鏡中，以提供對(duì)樣品成像的直接方式。“人們通常不會(huì)考慮以這種方式修改光束輪廓，”Phatak說(shuō)。
      

      在實(shí)驗(yàn)的下一階段，Phatak解釋說(shuō)，研究人員可能會(huì)尋求用螺線管或可以作為電磁鐵的線圈替換磁島的網(wǎng)格。使用螺線管可以產(chǎn)生更精確調(diào)整的磁缺陷。“現(xiàn)在，由于磁柵的布置，我們只能產(chǎn)生累積磁化強(qiáng)度為2或4的缺陷，但螺線管將使我們能夠獲得更寬范圍的磁化狀態(tài)，”Phatak說(shuō)。
      
			

			
        
      
			
      
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