每秒300公里的超高速电子为我们带来了巨磁阻

每秒300公里的超高速电子为我们带来了巨磁阻

科学家发现铌与磷的化合物的表面电子运动速度惊人,并利用这些高速电子,制成了具有巨磁电阻的材料,这种材料在未来信息技术的发展中有着巨大的潜力。或许未来设计电子元件将变得更容易。马克斯?普朗克固体物理化学研究所的科学家们发现,铌和磷化合物暴露于磁场时,其电阻大幅增加。这个能够代表现代硬盘巨大的存储容量的磁阻,先前只出现在一些复杂结构材料中。铌磷化合物或其他可更容易制造的具有相似属性的材料,可作为一种替代选择。马克斯?普朗克学会的研究人员在《自然物理》杂志上发表了有关铌磷化合物的新发现。

电子系统将处理和存储数量稳步增加的数据,速度越来越快,占用空间更少。幸运的是,物理学家们发现了能够帮助工程师开发更好的具有惊人规律的电子元件的效果,例如巨磁阻。现代硬盘利用这种现象显著改变材料的电阻。目前,计算机行业已经使用各种材料堆放在一个槽结构来实现这种效果。现在,科学家们观察到在非复杂材料中阻力以一万倍速度增加,即磷化铌。

在磁场中,由于电荷载体受洛伦兹力而偏转,磷化铌的阻力会急剧变化,。随磁场的增大电子偏离量增大,从而增加了电阻。这种性质被称为磁阻。超高速电子将产生巨大磁阻Binghai Yan说,磁场中,材料的电子移动得越快,洛伦兹力就越大。因此他和他的同事们提出一个想法,即调查研究过渡金属铌(Nb)和磷组成的化合物。这种材料包含超高速电荷载体,称为相对论电子,移动速度为光速的千分之一,即300km/s。

科学家们使用了德累斯顿高磁场实验室,以及荷兰奈梅亨大学的高磁铁实验室,英国牛津的钻石光源等用于他们的试验和研究。在这个过程中,他们发现了电子移动如此之快的原因。材料这种其奇特的性质归功于磷化铌中不同寻常的电子。韦尔金属材料中的电子似乎没有质量。因此,它们能够迅速移动。Binghai Yan相信,通过对材料的各种设计来提高铌化磷所产生的效果。这种材料在未来信息技术的应用中拥有巨大的潜力。

每秒300公里的超高速电子为我们带来了巨磁阻

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