.Researchers present evidence for exotic magnetic phase of matter
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.Using 4-D X-ray computer microtomography to observe high-temperature electrochemistry
4-D X선 컴퓨터 마이크로 단층촬영을 사용하여 고온 전기화학 관찰
작성자: Thamarasee Jeewandara, Phys.org 고온 전기화학용 4차원 이미징 장치의 개략도 및 사진. (A) 고온 전기화학을 위한 조립된 4D 특성화 시설의 3D 체계. (B) X선 μ-CT에 대한 전송 모드의 시설 개략도. (C) 4D 학습 시설 사진. (D) 시설의 구멍을 통해 고온 전기분해 전지의 사진. (E) 고온에서 실험적 전기분해 전지의 3D 재구성된 이미지. 크레딧: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abm5678 FEBRUARY 21, 2022 FEATURE
-고온 전기화학의 개념은 여러 분야에서 광범위하게 응용됩니다. 그러나 연구원들은 이러한 시스템의 진화에 대한 심층적인 이해를 얻기 위해 실시간 관찰을 수행하지 않고 있습니다. 주요 한계는 가혹한 반응 조건 및 다중 물리학 분야 를 포함합니다 . 현재 Science Advances 에 게재된 새로운 보고서에서, Handong Jiao와 중국 베이징의 첨단 구조 기술 및 야금 과학자 팀은 고온 전기분해 시설을 개발하여 문제를 해결했습니다.
이 시설은 비파괴 및 정량적 3차원(3D) 이미징을 위한 현장 X선 컴퓨터 현미경 단층촬영(μCT)을 허용했습니다. µCT는 3D 형태와 4D의 전극 구성 요소의 동적 진화를 추가로 조사했습니다. 팀은 재구성된 이미지를 사용하여 4D 프로세스를 시각화하여 프로세스의 효율성을 모니터링하고 실시간 최적화를 제공하는 동적 메커니즘을 탐색했습니다. 4D 분석 플랫폼은 데이터를 추출하고 멀티스케일 시각화를 용이하게 하기 위해 디지털 트윈 방법과 전통적인 전기화학의 심층적인 조합을 제공했습니다.
실험 고온 전기화학은 야금 , 원자력, 화학 생산 및 에너지 산업 전반에 걸쳐 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 이 공정은 대규모 고정 에너지 저장 변환 에서 중요한 역할을 하는 용융염 /산화물 전기분해를 촉진하여 금속 을 추출하고 정제 할 수 있습니다.. 이러한 시스템에서 내부 역학의 진화를 실험적으로 조사하는 프로세스는 방법의 제한된 개발로 인해 여전히 도전적입니다. 가혹한 온도 및 전기화학 시스템에서 동적 진화를 모니터링하기 위해 Li et al. 극한 조건에서 이러한 시스템 내 전극의 형태 및 구성 요소를 포함하여 정량적 3D 이미징을 위한 X선 현미경 단층촬영(μCT)이 내장된 특정 고온 전기화학 시설을 개발했습니다. 팀은 용융염에서 티타늄의 고전적인 전기정련 실험을 통해 장치를 검증했습니다. 그런 다음 그들은 시간에 따른 전극 구조와 화학 성분에 대한 4D 연구를 수행했습니다. 결과는 고온 전기화학을 수학적 시뮬레이션과 결합하여 고온 전기화학을 정량적으로 설계하고 최적화했습니다.
용융염 매질에서 Ti 전기정련의 4D 이미징 및 분석. (A 및 B) 서로 다른 전기분해 시간 범위에서 Ti 양극 및 Ni 음극의 3D 재구성된 이미지. 전류 밀도, 0.3A cm-2(A) 및 0.6A cm-2(B). (C 및 D) 서로 다른 전기분해 단계에서 Ti 양극의 용해 질량과 Ni 음극의 Ti 증착 질량 변화. 삽입된 그림은 서로 다른 전기분해 단계에서 Ti 양극과 Ni 음극의 전류 효율입니다. (E) 전극에서 가능한 반응의 경쟁 메커니즘. 크레딧: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abm5678
실험실 내 고온 전기화학의 4D 설비 고온 전기화학을 위한 수제 현장 4D 특성화 장치에는 X선 시스템의 회전 액추에이터 축에 수직으로 고정된 석영 튜브 전기분해 셀이 포함되어 있습니다. 연구팀은 금속 와이어를 기반으로 한 전기화학적 측정 시스템을 사용하여 용융염 매질과 전극을 제어했다. 그런 다음 그들은 가열로에 고정된 4개의 할로겐 램프를 사용하여 전지를 가열하고 가열로 외부의 온도를 낮추기 위해 진공 조건에서 가열로 챔버를 안정시켰습니다.
연구원들은 할로겐 램프와 셀 사이의 거리를 일치시켜 실험 요구 사항에 따라 가열 영역을 변경했습니다. 전기분해 석영 전지는 광학적으로 투명한 시야를 제공했으며, 고온에서 고온의 용융염에서 방출되는 열복사로 인해 광학 카메라를 통해 내부 셀을 명확하게 관찰하는 것은 어려웠지만. X선 µCT를 기반으로 하는 4D 시설은 미시적 규모에서 거시적 규모에 이르기까지 높은 공간 해상도로 내부 전기화학 셀의 신뢰할 수 있는 3D 복잡한 구조를 재구성할 수 있습니다.
Ti 전기정련의 4D 진화 과정과 메커니즘. (A) 전극 표면 정보 추출의 데모. (B) 3D 재구성된 이미지에서 얻은 전극의 하단에서 상단으로 용해된 Ti(왼쪽) 및 증착된 Ti(오른쪽) 두께의 진화 과정. (C) 3D 재구성된 이미지에서 얻은 전극의 다른 각도에서 용해된 Ti(왼쪽) 및 증착된 Ti(오른쪽) 두께의 진화 과정. (D에서 F) 시뮬레이션 결과에서 계산된 Ti 양극 표면의 집중장, 전기장 및 전류 밀도의 진화. (G에서 I) 시뮬레이션 결과에서 계산된 Ni 음극 표면의 집중장, 전기장 및 전류 밀도의 진화. 크레딧: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.
4D 분석 고온 전기화학을 수행하는 4D 시설의 능력을 보여주기 위해 Jiao et al. 용융염에서 티타늄(Ti)을 전기정련하는 대표적인 실험을 수행했습니다. 이 그룹은 이전 에 효율성, 순도 및 수율 데이터의 메커니즘을 아직 이해하지 못한 상태에서 용융염 전기분석을 사용하여 티타늄의 추출 및 정제를 연구했습니다. 이 작업에서 과학자들은 양극 과 음극 을 형성하기 위해 동일한 면적과 전류 밀도 를 갖는 티타늄 및 니켈 와이어가 있는 2전극 시스템을 사용했습니다.. 그런 다음 그들은 주기적인 프로세스에서 스캐닝과 전기분해를 수행하고 다른 전류 밀도에서 티타늄 전기정련 프로세스에 대한 전압-시간 프로파일을 얻은 다음 다른 전기분해 시간 범위에서 Ti 양극과 Ni 음극의 3D 이미지를 재구성했습니다. 결과에 따라 Jiao et
학 및 전기화학 반응의 경쟁 메커니즘을 연구했습니다. 티타늄 용해 및 증착 과학자들은 실시간 실험 결과와 시뮬레이션을 결합하여 진화 메커니즘을 밝히고 전극에 대한 국부적 진화 정보를 추출했으며 전극을 둘러싼 Ti 양극 용해 및 Ti 음극 증착의 다양한 두께에 주목했습니다. 연구원들은 Ti의 양극 용해와 음극 증착이 균일하지 않다고 지적했습니다. 그들은 다중 물리적 필드 시뮬레이션을 통해 진화 메커니즘을 공개했습니다. 유사하게, 그들은 전기 분석 시간과 함께 전극을 둘러싼 3차원 농도 필드, 전류 밀도 및 전기장의 진화를 보여주기 위해 전극 표면에 대한 국부 정보를 얻었다. Jiao et al. Ni 음극을 둘러싼 3D 물리적 필드의 진화를 이해하기 위해 추가 실험을 수행했습니다.
4D 특성화 과정의 결과를 바탕으로, Ti 정제 공정의 현장 최적화. (A) Ti 정제의 새로운 전기분해 시스템의 3D 보기. (B) 서로 다른 전기분해 시간 범위에서 Ti 양극과 Ni 음극의 3D 재구성된 이미지. 전류 밀도, 0.2A cm-2. (C) 전기분해 과정의 셀 전압-시간 프로파일. (D) 3D 재구성된 이미지에서 얻은 Ni 음극의 하단에서 상단까지 증착된 Ti의 두께의 진화 과정. (E) 다른 전기분해 단계에서 Ni 음극에 Ti 음극 증착의 전류 효율. (F) 다른 전기분해 시간 범위에서 Ni 음극의 거칠기. 크레딧: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abm5678
시야 이러한 방식으로 Handong Jiao와 동료들은 고온 전기화학을 위한 현장 X선 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 방법을 성공적으로 형성했습니다. 이 제품은 처음으로 현상의 새로운 4D 특성화를 제공합니다. 고온에서 티타늄 전해정련 실험을 통해 Jiao et al. 개념을 확인했다. 그들은 전기분해의 여러 단계에 대한 전극 형태와 전류 효율에 대한 지금까지 알려지지 않은 정량적 세부사항에 대해 전기분해의 진화를 모니터링했습니다. 연구팀은 실험 결과와 다중물리 시뮬레이션을 결합해 진화 메커니즘을 자세히 이해했다. 결과 기술은 고온 전기 화학 산업 및 산업 시스템으로 확장될 수 있습니다.
추가 탐색 과학자들은 알루미늄 합금 분리를 위한 IAP 공정 제안 추가 정보: Handong Jiao et al, 고온 전기화학을 위한 4D x-선 컴퓨터 현미경 단층 촬영, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm5678 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm5678 Angelique Ale et al, FMT-XCT: 하이브리드 형광 분자 단층 촬영-X선 컴퓨터 단층 촬영을 사용한 생체 내 동물 연구, Nature Methods (2012). DOI: 10.1038/nmeth.2014 저널 정보: Science Advances , Nature Methods
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.Researchers present evidence for exotic magnetic phase of matter
연구원들은 물질의 이국적인 자기 위상에 대한 증거를 제시합니다
브룩 헤이븐 국립 연구소 팀이 물질의 이 역사적 단계를 식별한 방법에 대한 예술가의 인상. 연구원들은 X-선을 사용하여 스핀(파란색 화살표)이 방해를 받을 때 어떻게 움직이는지 측정하고 위에서 설명한 패턴에서 길이가 진동한다는 것을 보여줄 수 있었습니다. 이 특별한 동작은 각 사이트(노란색 디스크로 표시됨)의 전하량도 다를 수 있고 새로운 동작을 고정하는 데 사용되는 지문이기 때문에 발생합니다. 크레딧: Brookhaven FEBRUARY 22, 2022
-국립 연구소 미국 에너지부의 Brookhaven 국립 연구소의 과학자들은 "반강자성 여기자 절연체"라고 불리는 오랫동안 예측된 물질의 자기 상태를 발견했습니다. "대체로 말해서, 이것은 새로운 유형의 자석입니다."라고 Brookhaven 연구소의 물리학자인 Mark Dean이 말했습니다 . " 자성 재료 는 우리 주변의 많은 기술의 핵심이기 때문에 새로운 유형의 자석은 근본적으로 매혹적이며 미래 응용 분야에 유망합니다."
새로운 자기 상태는 전자 가 자기 모멘트 또는 "스핀"을 규칙적인 상하 "반강자성" 패턴으로 배열하기를 원하도록 하는 적층 물질의 전자 사이에 강한 자기 인력을 포함 합니다. 그러한 반강자성은 절연 물질의 기이한 전자 결합에 의해 구동될 수 있다는 아이디어는 물리학자들이 금속, 반도체 및 절연체의 서로 다른 특성을 탐구하면서 1960년대에 처음 예측되었습니다.
"60년 전 물리학자들은 양자역학의 규칙이 물질의 전자적 특성에 어떻게 적용되는지 고려하기 시작했습니다."라고 브룩헤이븐 연구소의 전 물리학자이자 현재 스위스의 Paul Scherrer Institut에 있는 다니엘 마존(Daniel Mazzone)은 말했습니다. "그들은 절연체와 도체 사이의 전자적 '에너지 갭'을 점점 더 작게 만들 때 어떤 일이 일어나는지 알아내려고 했습니다. 단순한 절연체를 전자가 자유롭게 움직일 수 있는 단순한 금속으로 바꾸는 것입니까, 아니면 더 많은 일을 할 것입니까? 흥미로운 일이?" 예측은 특정 조건에서 더 흥미로운 것을 얻을 수 있다는 것이었습니다.
-즉, Brookhaven 팀이 방금 발견한 "반강자성 여기자 절연체"입니다. 왜 이 소재가 이국적이고 흥미로운가요? 이해를 돕기 위해 해당 용어를 자세히 살펴보고 이 새로운 물질 상태가 어떻게 형성되는지 살펴보겠습니다. 반강자성체에서 인접한 원자의 전자는 위, 아래, 위, 아래 등의 교번 방향으로 정렬된 자기 분극 축(스핀)을 갖습니다.
-전체 재료의 규모에서 내부 자기 방향의 교대는 서로 상쇄되어 전체 재료의 순 자기가 발생하지 않습니다. 이러한 재료는 다른 상태 간에 빠르게 전환될 수 있습니다. 또한 외부 자기장의 간섭으로 인해 정보가 손실되는 것을 방지합니다. 이러한 특성은 반강자성 물질을 현대 통신 기술에 매력적으로 만듭니다. 다음으로 excitonic이 있습니다. 엑시톤은 특정 조건에서 전자가 이동하고 서로 강하게 상호 작용하여 결합 상태를 형성하도록 허용할 때 발생합니다. 전자는 또한 전자가 물질의 다른 위치 또는 에너지 수준 으로 점프할 때 남겨진 공석인 "구멍"이 있는 결합 상태를 형성할 수 있습니다 .
전자-전자 상호작용의 경우, 결합은 같은 전하를 띤 두 입자 사이의 반발력을 극복할 만큼 충분히 강한 자기 인력에 의해 구동됩니다. 전자-정공 상호작용의 경우, 인력은 절연체의 특성인 재료의 "에너지 갭"을 극복할 만큼 충분히 강력해야 합니다. "절연체는 금속의 반대이며 전기를 전도하지 않는 물질입니다."라고 Dean이 말했습니다. 물질의 전자는 일반적으로 낮은 에너지 상태 또는 "접지" 에너지 상태를 유지합니다. "전자는 가득 찬 원형극장에 있는 사람들처럼 제자리에 모두 막혀 있어 움직일 수 없습니다."라고 그는 말했습니다. 전자를 움직이게 하려면 바닥 상태와 더 높은 에너지 준위 사이의 특징적인 차이를 극복할 수 있을 만큼 충분히 큰 에너지 부스트를 주어야 합니다. 매우 특별한 상황에서 자기 전자-정공 상호작용으로 인한 에너지 이득은 에너지 갭을 가로질러 점프하는 전자의 에너지 비용보다 클 수 있습니다. 이제 고급 기술 덕분에 물리학자들은 반강자성 여기자 절연체 상태가 어떻게 나타나는지 배우기 위해 이러한 특별한 상황을 탐색할 수 있습니다. 공동 팀은 고온에서 겨우 겨우 절연되는 스트론튬 이리듐 산화물(Sr 3 Ir 2 O 7 ) 이라는 물질로 작업했습니다 .
Daniel Mazzone, Yao Shen(Brookhaven Lab), Gilberto Fabbris(Argonne National Laboratory) 및 Jennifer Sears(Brookhaven Lab)는 Advanced Photon Source(아르곤 국립 연구소의 DOE Office of Science 사용자 시설)에서 X선을 사용하여 측정했습니다. 이동 전자의 자기 상호 작용 및 관련 에너지 비용. 테네시 대학의 Jian Liu와 Junyi Yang과 Argonne 과학자 Mary Upton과 Diego Casa도 중요한 공헌을 했습니다. 연구팀은 고온에서 조사를 시작했고 점차 재료를 냉각시켰다. 냉각과 함께 에너지 격차 는 점차 좁혀졌습니다. 285 켈빈(화씨 약 53도)에서 전자는 물질의 자성 층 사이를 점프하기 시작했지만 남겨둔 구멍과 즉시 결합 쌍을 형성하여 동시에 인접한 전자 스핀의 반강자성 정렬을 촉발했습니다. 테네시 대학의 Hidemaro Suwa와 Christian Batista는 예측된 반강자성 여기자 절연체의 개념을 사용하여 모델을 개발하기 위해 계산을 수행했으며 이 모델이 실험 결과를 포괄적으로 설명함을 보여주었습니다. "X선을 사용하여 우리는 전자와 정공 사이의 인력에 의해 촉발된 결합이 실제로 전자가 밴드 갭을 뛰어 넘을 때보다 더 많은 에너지를 되돌려주는 것을 관찰했습니다."라고 Yao Shen은 설명했습니다. "
이 과정에서 에너지 가 절약되기 때문에 모든 전자가 이것을 하려고 합니다. 그러면 모든 전자가 전이를 완료한 후 전자와 스핀의 전체 배열 측면에서 물질이 고온 상태와 다르게 보입니다. 새로운 구성은 전자 스핀이 반강자성 패턴으로 정렬되는 반면 바인딩된 쌍은 '고정' 절연 상태를 생성합니다." 반강자성 여기자 절연체 의 식별은 전자가 물질에서 스스로를 배열하기 위해 선택하는 매혹적인 방식을 탐구하는 긴 여정을 완료합니다. 미래에 이러한 물질에서 스핀과 전하 사이의 연결을 이해하면 새로운 기술을 실현할 가능성이 있습니다.
추가 탐색 연구에 따르면 단층 텅스텐 디텔루라이드는 여기자 절연체입니다 추가 정보: DG Mazzone et al, Sr3Ir2O7의 반강자성 여기자 절연체 상태, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28207-w 저널 정보: 네이처 커뮤니케이션즈 Brookhaven 국립 연구소 제공
https://phys.org/news/2022-02-evidence-exotic-magnetic-phase.html
https://phys.org/news/2022-02-evidence-exotic-magnetic-phase.html
-National Laboratory Scientists at Brookhaven National Laboratory in the US Department of Energy have discovered a long-predicted magnetic state of matter called "antiferromagnetic exciton insulators." "Broadly speaking, this is a new type of magnet," said Mark Dean, a physicist at Brookhaven Labs. “Because magnetic materials are at the heart of many technologies around us, this new type of magnet is fundamentally fascinating and promising for future applications.”
- That is, the "antiferromagnetic exciton insulator" just discovered by the Brookhaven team. Why is this material exotic and interesting? To help you understand, let's take a closer look at those terms and see how this new state of matter is formed. In an antiferromagnetic material, electrons of adjacent atoms have axes of magnetic polarization (spin) aligned in alternating directions: up, down, up, down, etc.
- On the scale of the whole material, the alternation of internal magnetic directions cancel each other out, so that no net magnetism of the whole material occurs. These materials can quickly transition between different states. It also prevents information loss due to interference from external magnetic fields. These properties make antiferromagnetic materials attractive for modern communication technologies. Next is excitonic. Excitons occur when certain conditions allow electrons to move and interact strongly with each other to form bond states. Electrons can also form bonds with "holes", vacancies left behind when electrons jump to different positions or energy levels in matter.
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memo 2202230616 my thought experiment oms storytelling
2-2+1-1+0-0-1+1-2+2=0. The value of this alternating sequence is 0. This is also commonly used to create sample2.oss. It seems that a new magnetic field with this alternating sequence has been discovered. This is a very important clue.
Pure magnetism does not occur in this whole material. However, these materials can be quickly switched between different states. In that respect, sample 2.oss can play a major role in converting substances into different states. Furthermore, even in movement or entanglement between different time and space, the role between oser units will become an important medium inducing situation reversal, change, or transformation.
I call this function Sample 2.1 Domain 9.
sample 1.oms (standard)
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000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
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Sample 1.2 qoms (standard)
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bddbcbdca
Sample 2.1 oss (xyz_mss) theory
domain:
Sample 2.1 Domain 1-1.
The expansion of the y universe started by shrinking the x universe before the big bang.
-|ms base|_xyz ; Sample2.oss_xyz
https://bigthink.com/starts-with-a.../muon-particle-physics/
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Sample 2.1 Domain2.
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.Sample 2.1 Domain 5.
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.Sample 2.1 Domain 6
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.Sample 2.1 Domain 7.
(Sample 1.1 Domain 1.)
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Sample 2.1 Domain 8.
memo 2202180917
(new) sample 2.1 domain 9. (characteristic of alternating matrix value = 0)
memo 2202230616
행신동 샘터마을 228동 1005호 =1005-228=777? 내가 1994년에 경기도에 이주하여 입주했던 샘터마을 아파트 우연일까? 777? 발현은 미신일까? .당신이 터부시하면서도 미신을 믿는 이유 http://www.readersnews.com/news/articleView.html?idxno=104959
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