ӨВӨРМӨЦ МАТЕРИАЛ ДАХЬ СОРОНЗЖИЛТЫН ШИНЭ ТӨРӨЛ

Нийтлэсэн Б Нямдаваа
2021-10-12
437

ӨВӨРМӨЦ МАТЕРИАЛ ДАХЬ СОРОНЗЖИЛТЫН ШИНЭ ТӨРӨЛ

1994 онд материал дахь хэт дамжуулах чадварыг нээсэн цагаас уг нэгдлийг онцгой шинж чанар бүхий маш содон систем болохыг судалсан хэдэн зуун судалгааны ажлууд хэвлэгдээд байна. Цахилгаан цэнэг болон соронзон мэдээллийг нэгэн зэрэг алдагдалгүй шилжүүлэх чадвартай зэрэг шинж чанаруудын тусламжтай хэт дамжуулах спинтроник, квант электроник зэрэг технологийн хөгжүүлэлтэд ашиглах боломжтой нь материалыг хэрэглээний хувьд нилээд ирээдүйтэй болохыг харуулж байна. Констансын их сургуулийн эрдэмтдээр ахлуулсан олон улсын судалгааны баг –ын талаар хамгийн сонирхолтой асуулт болох “Уг материал дахь хэт дамжууллатын төлөв яагаад ферросоронзон материалуудад ажиглагддаг хэт дамжуулалттай зөрчилддөг шинж чанарыг үзүүлдэг вэ?” гэх асуултанд хариулах боломжтой болоод байна. Судалгааны багийнхан нэгдэл дэх хэт дамжуулалтаас хамааралгүйгээр зэрэгцэн орших шинэ төрлийн соронзжилтын үзүүлдгийг олж илрүүлжээ.

Есөн их сургууль болон судалгааны институтийн 26 эрдэмтэд хэдэн жилийн турш судалсны үр дүнд энэхүү тааврын оньсого мэт үлдсэн сүүлчийн хэсгийг нээж илрүүлээд байна. Констансын их сургуулиас гадна Салерно, Кембридж, Сөүл, Кёото, Бар Илан – ы их сургуулиуд мөн Японы атомын энергийн агентлаг, Пауль Шеррерийн институт (PSI) болон Үндэсний судалгааны зөвлөл / Centro Nazionale delle Ricerche (CNR) зэрэг байгууллагууд энэ судалгааны ажилд хамрагдсан байна.

Уг судалгааны багын удирдагч шинэ материал дээр суурилсан хэт дамжуулагч спинтроник болон квант төхөөрөмжийн чиглэлээр судалгаа явуулдаг Констансын их сургуулийн профессор Анжело Ди Бернардо хэлэхдээ “Хэдий хэдэн арван жил судлагдсан ч нэгдэл дэх уг соронзжилтын энгийн бус хэлбэрийн нотолгоо огт олдоогүй байсан. Хэдэн жилийн өмнө бид уг материалын гадаргуу дахь өөрчлөлт бий болох кристалл бүтцийн хувьд атомын хэмжээн дэх багахан өөрчлөлт мөн соронзон шинж чанар бүхий электроны эрэмбэ үүсэхэд хүргэж болох юм гэж бодсон. Бид өмнө нь хэн ч зөв аргачлалыг ашиглаагүй учир уг соронзжилт байгаа гэсэн нотолгоог олж чадаагүй байсан гэдгийг ойлгож, уг соронзжилт нь маш сул зөвхөн материалын гадаргуу дахь хэдхэн атомын давхаргаар хязгаарлагдан гэж бодсон.”

Туршилтыг явуулахдаа CNR – ын доктор Антонио Веччионэгийн багын гарган авсан өндөр чанартай –ын дан кристаллыг ашигласан. Доктор Веччионэ: “Кристаллын жижигхэн дефект бидний хайж буй соронзон сигналтай ижил сигнал өгч болох тул том хэмжээний огт бохирдолгүй кристалл гаргаж авах нь үнэхээр хүнд сорил байсан.”

Судлаачид уг соронзжилтыг нээхэд тусласан гол хэрэгсэл нь Швейцар дахь PSI –ын бөөмийн хурдасгуур дээр гарган авсан мюоны цацраг юм. PSI дахь мюоны факультетэд туршилтыг гүйцэтгэсэн доктор Захер Салман: “Эдгээр бөөмүүд нь маш бага соронзон орныг илрүүлэх чадвартай бөгөөд – ын гадаргууд маш ойрхон зогсох боломжтой нь туршилтыг амжилттай явуулахад хамгийн чухал зүйл юм.”

Уг өгүүллийн зохиогчид мөн энэхүү нууцлаг гадаргуун соронзжилтын үндсийг онолын загвараар хөгжүүлсэн байна. Онолын загварыг хөгжүүлсэн CNR-Spin–ы доктор Марио Куоко: “Соронзон шинж чанар нь спиний квант механик шинж чанараас хамаардаг энгийн соронзон материалуудаас өөр нь харилцан үйлчлэлцэж буй электронуудын нэгдсэн эргэх хөдөлгөөн бий болгох нано хэмжээст эргэлдэх гүйдэл нь нэгдэл дэх соронзжилтын үндэс болдог гэж үзэж байна.”

материал дахь хэт дамжуулах чадварыг анх 1994 онд нээсэн, уг материалыг 30 гаруй жил судалж байгаа Кёотогын их сургуулийн профессор Ёошитэру Маэно энэхүү судалгааны багийн бүрэлдэхүүнд ажиллаж байгаа юм.

Констансын их сургуулийн профессор Элкэ Шеер: “Энэ нээлт нь дан ганц нэгдлийн удаан хугацаанд тайлагдаагүй нууцын хариулт болоод зогсохгүй материал судлалын бусад олон асуултуудын хариултыг олох шинэ судалгаануудын эхлэл болох юм.”

нэгдэл дэх шинэ төрлийн соронзжилт нь уг материал дахь энгийн бус хэт дамжуулалт зэрэг бусад физик шинж чанарыг ойлгоход түлхэц болж байна. Улмаар нэгдэлтэй ижил соронзжилттой өөр төстэй материалууд судлах, уг соронзжилтыг хэрхэн удирдах талаар судалгаанууд хийгдэх боломжтой юм.