Genel

Bilim Adamları Ferroelektrik Malzemelerle İlgili 80 Yıllık Gizemi Çözdü


Linköping ve Eindhoven'daki üniversitelerden araştırmacılar tarafından yapılan yeni araştırmalar, ilk kez, 1935'te Franz Preisach tarafından önerilen varsayımsal 'parçacıkların' gerçekte var olduğunu başarıyla gösterdi. Bilim adamının araştırma raporu, ferroelektrik malzemelerin neden bu şekilde davrandığını gösteriyor.

Ferroelektriklik, ferromanyetizma ile yakından ilişkilidir. Yaygın ferromanyetik malzemeler arasında demir, kobalt ve nikel bulunur. Bu malzemelerde elektronlar, kuzey ve güney kutuplu dipol adı verilen küçük mıknatıslar gibi davranırlar.

Ferroelektrik malzemelerin sabit disklerde uygulamaları vardır

Bir ferroelektrikte, çift kutuplar manyetik değil elektriktir ve pozitif ve negatif kutuplara sahiptir. Yeterince güçlü bir alan uygulanmadıkça bu kutuplar rastgeledir, ardından dipoller bu alanla hizalanır.

Bu alan, zorlayıcı veya kritik alan olarak bilinir. Ferroik malzemeler, alan kaldırıldığında bile hizalarını korur; malzeme kalıcı olarak polarize edilmiştir.

Bu hizalamayı değiştirmek için, en az orijinal kadar güçlü bir alan ters yönde uygulanmalıdır. Bu fenomen, histerezis veya bir malzemenin daha önce başına gelenlere göre davranması fikri olarak bilinir.

Franz Preisach'ın modeli 80 yaşında olmasına rağmen bir sır

Bu özellik, bu malzemeleri sabit disklerde kullanılanlar gibi yeniden yazılabilir bellek için mükemmel kılar. Alman araştırmacı Franz Preisach tarafından 1935 gibi erken bir tarihte geliştirilen bir ferroelektrik ve ferromanyetizma modeli olmasına rağmen.

Bilim adamları, Preisach tarafından ortaya konan salt matematiksel modeli tam olarak anlamadılar. Model, ferroik malzemeleri histeron adı verilen küçük bağımsız modüllerin bir koleksiyonu olarak tanımlar.

Ancak bilim adamları bunların ne olduğunu ve ferroelektrik malzemelerin neden bu şekilde davrandığına dair büyük soruyu sorguladılar. İnanılmaz bir şekilde çözüm, Profesör Martijn Kemerink'in araştırma grubu (LiU'daki Karmaşık Malzemeler ve Cihazlar) tarafından, Eindhoven Üniversitesi'ndeki araştırmacılarla işbirliği içinde bulundu.

Araştırmacılar işbirliği içinde iki organik ferroelektrik model sistemi üzerinde çalıştılar ve açıklamayı buldular. Görünüşe göre cevap, ferroelektrik malzemelerin moleküllerinin birbirleriyle ilişki biçiminde oturuyor, bir nanometre genişliğinde ve birkaç nanometre uzunluğunda yığınlar oluşturmak için birbirlerinin üzerine uzanıyorlar.

"Bu yığınların aslında aranan histeronlar olduğunu kanıtlayabiliriz. İşin püf noktası, farklı boyutlara sahip olmaları ve çok yakından paketlendikleri için birbirleriyle güçlü bir şekilde etkileşime girmeleridir. Kendi benzersiz boyutunun yanı sıra, her yığın bir Preisach dağılımını açıklayan diğer yığınların farklı ortamı, "diyor Martijn Kemerink.

Bu son araştırmanın sağladığı içgörüler, hem geleneksel hem de çok bitli veri depolama uygulamaları için ferroelektrik malzemelerin anlaşılmasını ve kullanımını genişletebilir. Araştırma Nature Communications'da yayınlandı.

Üzerinden: Doğa


Videoyu izle: 30 BİN Yıllık Piramitlerin Sırrı Ne? Hamza Yardımcıoğlu - Hakan Yedican (Eylül 2021).