نیمه هادی جدید دیدگاه جدیدی در مورد اثر غیرعادی هال ارائه می دهد
مقاومت غیرعادی بزرگ و غیر متعارف هال در یک نیمه رسانای مغناطیسی جدید در غیاب آرایش مغناطیسی در مقیاس بزرگ توسط دانشمندان توکیو Tech نشان داده شده است که پیش‌بینی نظری اخیر را تأیید می‌کند. یافته‌های آنها بینش جدیدی در مورد اثر غیرعادی هال، یک پدیده کوانتومی که قبلاً با نظم مغناطیسی دوربرد مرتبط بود، ارائه می‌کند.
ذرات باردار مانند الکترون ها هنگام حرکت تحت تأثیر میدان های الکتریکی و مغناطیسی می توانند به روش های متقابل رفتار کنند. به عنوان مثال، هنگامی که یک میدان مغناطیسی عمود بر صفحه رسانای حامل جریان اعمال می شود، الکترون های عبوری از داخل به دلیل نیروی مغناطیسی شروع به انحراف می کنند و به زودی اختلاف ولتاژ در هادی ظاهر می شود. این پدیده به اثر هال معروف است. با این حال، اثر هال لزوماً نیازی به مقابله با آهنربا ندارد. در واقع می توان آن را به صورت رایگان در مواد مغناطیسی با دامنه مغناطیسی در فواصل طولانی مانند فرومغناطیس ها مشاهده کرد.
این پدیده که "اثر غیر طبیعی هال" (AHE) نامیده می شود، به نظر می رسد پسرعموی نزدیک اثر هال باشد. با این حال، مکانیسم آن بسیار پیچیده تر است. در حال حاضر، پذیرفته‌شده‌ترین مورد این است که AHE توسط خاصیت باندهای انرژی الکترونیکی به نام «انحنای توت» تولید می‌شود که از برهمکنش بین چرخش الکترون و حرکت آن در داخل ماده، که بیشتر به عنوان «مدار اسپین» شناخته می‌شود، ایجاد می‌شود. . اثر متقابل."
آیا تراز مغناطیسی برای AHE لازم است؟ یک نظریه اخیر خلاف این را نشان می دهد. از نظر تئوری، پیشنهاد شده است که یک AHE بزرگ حتی بالاتر از دمایی که در آن نظم مغناطیسی ناپدید می شود، امکان پذیر است، به ویژه در نیمه هادی های مغناطیسی با چگالی حامل بار کم، برهمکنش تبادل الکترون قوی، و کایرالیته اسپین نهایی، که به جهت اشاره دارد. چرخش از نظر جهت حرکت "، دانشیار ماساکی اوچیدا از موسسه فناوری توکیو (تکنولوژی توکیو) توضیح می دهد که تمرکز تحقیقاتش بر روی فیزیک ماده متراکم است.
دکتر اوچیدا و همکارانش از ژاپن کنجکاو تصمیم گرفتند این نظریه را آزمایش کنند. در مطالعه جدیدی که در دستاوردهای علمیآنها خواص مغناطیسی یک نیمه هادی مغناطیسی جدید EuAs را بررسی می کنند، که تنها به داشتن ساختار شبکه مثلثی شکل خاص شناخته شده است، و رفتار ضد فرومغناطیسی (AFM) (چرخش های مجاور الکترون ها در جهت مخالف) زیر 23 K را مشاهده می کنند. آنها تماشا می کنند. که مقاومت الکتریکی مواد در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی با دما به طور چشمگیری کاهش می یابد، رفتاری که به عنوان "مقاومت مغناطیسی عظیم" (CMR) شناخته می شود. جالبتر اینکه، با این حال، CMR حتی بالای 23 کلوین مشاهده شد، جایی که خط AFM ناپدید شد.
"به طور طبیعی درک می شود که CMR مشاهده شده در EuAs ناشی از اتصال بین محیط رقیق و Eu موضعی است.2+ دكتر اوچیدا اظهار داشت: چرخش‌هایی كه در طیف وسیعی از دماها ادامه دارند.
با این حال، چیزی که واقعاً نمایش را دزدید، افزایش مقاومت هال بود که در 70 کلوین به اوج خود رسید، بسیار بالاتر از دمای انباشته شدن AFM، و نشان داد که AHE بزرگ واقعاً بدون نظم مغناطیسی امکان پذیر است. برای اینکه بفهمند چه چیزی باعث این AHE غیرمتعارف بزرگ شده است، تیم محاسبات مدلی را انجام دادند که نشان داد این اثر می‌تواند ناشی از پراکندگی تحریف شده الکترون‌ها از یک خوشه اسپین روی یک شبکه مثلثی در "حالت پرش" باشد که در آن الکترون‌ها جریان ندارند اما به زودی "پریدن" از اتمی به اتم دیگر.
این نتایج ما را یک قدم به درک رفتار عجیب الکترون ها در جامدات مغناطیسی نزدیکتر می کند. دکتر اوچیدا خوش بین گفت: "یافته های ما به روشن کردن نیمه هادی های مغناطیسی شبکه مثلثی کمک کرده است و به طور بالقوه می تواند منجر به ایجاد زمینه جدیدی از مطالعه شود که رسانه های رقیق همراه با ترتیبات و نوسانات غیرمتعارف را هدف قرار می دهد."
در واقع، اکتشافات جدید در دنیای کوانتومی بی‌نهایت جذاب الکترون‌ها ممکن است در افق باشد.
نقل قول: نیمه هادی جدید دیدگاه جدیدی در مورد اثر غیرعادی هال ارائه می دهد (2021، 22 دسامبر)، استخراج شده در 22 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-semiconductor-perspective-anomalous-hall- effect. .html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]