.Scientists make a surprising discovery about magnetic defects in topological insulators
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.Scientists make a surprising discovery about magnetic defects in topological insulators
과학자들은 토폴로지 절연체의 자기 결함에 대한 놀라운 발견을 합니다.
에임스 국립 연구소 MBT 및 MST의 결함을 통해 매개되는 AFM에서 FM으로의 경로. a) AFM 자기 구조를 보여주는 MST/MBT 시스템의 면내 방향을 통한 투영. b) AFM을 FM 바닥 상태로 변환할 때 Sb 위치에서 안티사이트 Mn 결함의 역할. 메커니즘은 주황색 화살표로 표시됩니다. 바닥에서 첫 번째 Sb층의 Mn 결함은 초교환으로 인해 바닥의 Mn층에 대해 반강자성으로 결합됩니다. 위의 다음 Sb 층의 Mn 결함은 아래의 것과 관련하여 강자성으로 결합되어 DFT 결과 및 vdW 갭에서 실험적으로 관찰된 FM 결합과 일치합니다. 마지막으로, 슈퍼 교환으로 인해 아래 Sb 층의 Mn 결함에 대해 반 강자성으로 결합하도록 상단의 Mn 층이 뒤집 힙니다. 그러므로, Mn-결함은 MBT/MST 시스템에서 Mn-층에 대한 강자성 결합을 나타내는 경로를 생성하고 있습니다. 신용 거래:고급 재료 (2023). DOI: 10.1002/adma.202209951 JUNE 9, 2023
-미국 에너지부(Department of Energy)의 에임스 국립 연구소(Ames National Laboratory) 과학자들은 자기 결함이 도입된 희석 자기 위상 절연체(dilute magnetic topological insulator)로 알려진 물질의 자성을 특성화하는 실험을 수행하는 동안 흥미로운 발견을 했습니다. 이 물질의 강자성에도 불구하고 팀은 자기 위상 절연체의 여러 제품군에서 중요한 역할을 하는 일부 쌍의 자기 결함 사이에서 강력한 반강자성 상호 작용을 발견했습니다.
-위상 절연체(TI)는 이름에서 알 수 있듯이 절연체입니다. 그러나 고유한 전자 밴드 구조 때문에 올바른 조건에서 표면에서 전기를 전도합니다. 자성을 도입함으로써 TI는 열 생성이나 에너지 손실 없이 한 지점에서 다른 지점으로 전류를 전송할 수 있습니다. 이 품질은 컴퓨팅 및 전기 전송을 위한 미래 에너지 발자국을 줄일 수 있는 잠재력이 있음을 의미합니다. Ames Lab의 과학자이자 연구팀의 일원인 Rob McQueeney에 따르면 "위상 부도체를 찾는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다.
전자 밴드가 매듭을 짓는 이 독특한 상황을 찾아야 합니다." 그는 또한 TI에 자기장을 적용하면 표면이 독특한 2차원 절연체로 변하는 반면 표면 가장자리는 금속으로 남아 있다고 설명했습니다 . 중요한 목표는 강자성 TI를 얻는 것입니다. 강자성은 재료의 모든 자기 모멘트가 자발적으로 같은 방향으로 정렬되는 경우입니다. 그러나 팀은 결함이 도입될 때 TI가 반강자성 상호 작용에 취약하다는 것도 발견했습니다. 반 강자성은 일부 이온이 자발적으로 이웃 이온과 정렬되는 경우입니다. 반대 자기력은 재료의 전체 자성을 감소시킵니다. 과학자들이 TI에 자기를 도입하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
첫 번째는 망간 도핑된 텔루르화 비스무트 또는 텔루르화 안티몬과 같은 희석된 양의 자성 이온을 도입하는 것입니다. 두 번째는 망간-비스무트-텔루륨(MnBi 2 Te 4 ) 및 망간-안티몬-텔루륨(MnSb 2 Te 4 ) 과 같은 물질에 자성 이온 층을 삽입하여 고유 자성 TI를 생성하는 것입니다 . 진성 자기 TI는 자기 이온의 전체 층을 가지고 있기 때문에 이상적으로는 자기가 첫 번째 방법에서와 같이 무작위로 분포되지 않습니다.
이 프로젝트에서 팀은 무작위로 분포된 자기 결함이 있는 희석 자기 TI에 중점을 두었습니다. "우리는 가장 기본적인 수준에서 자기 상호 작용을 이해하고 싶었습니다. 우리는 자기 상호 작용이 어떻게 발생하는지 이해하기 위해 소량의 자기 이온을 사용하여 샘플을 도핑했습니다."라고 아이오와 주립 대학 대학원생이자 팀원인 Farhan Islam은 말했습니다.
"그래서 기본적으로 우리는 미세한 상호 작용이 시스템의 전체 자기에 어떻게 영향을 미치는지 이해하려고 노력하고 있습니다." 연구를 수행하기 위해 팀은 중성자 산란 이라는 특수 방법을 사용했습니다 . 이 방법은 재료 샘플을 통해 중성자(중성 전하를 띤 아원자 입자) 빔을 통과시키는 것을 포함합니다.
샘플에서 흩어진 중성자가 검출기에 닿는 위치와 시기를 기록하여 데이터를 수집합니다. 이러한 유형의 연구는 세계에서 몇 곳에서만 수행할 수 있습니다. 이 프로젝트를 위한 중성자 산란은 Oak Ridge 국립 연구소에서 운영하는 과학 사용자 시설의 에너지 부서인 Spallation Neutron Source에서 수행되었습니다. 중성자 산란의 한 가지 문제는 약한 신호입니다. 팀은 자성 이온의 전체 수가 적기 때문에 희석 자성을 연구하는 것에 대해 우려했습니다.
-McQueeney는 "나는 우리가 아무것도 볼 수 없을 것이라고 매우 회의적이었습니다."라고 말했습니다. "하지만 우리는 그렇게 했습니다. 사실 우리가 본 것은 관찰하기가 꽤 간단해서 놀랐습니다." 팀은 망간 도핑된 안티몬 텔루라이드(Sb 1.94 Mn 0.06 Te 3 )의 전반적인 강자성에도 불구하고 일부 고립된 자기 결함 쌍이 반대 모멘트 방향으로 반강자성 결합된다는 것을 발견했습니다. 다른 자기 쌍, 특히 층상 구조의 다른 블록에 있는 자기 쌍은 평행 모멘트와 함께 강자성 결합됩니다. 경쟁하는 자기력은 재료의 전체 자성을 감소시킵니다. "고유 자기 TI에는 실제로 결함이 있습니다."라고 Islam은 설명했습니다.
"그래서 예를 들어, 망간은 실제로 그들이 있어서는 안 되는 안티몬 사이트로 들어갈 수 있고 망간이 그 사이트로 들어가는 방식은 무작위입니다." 이 무작위 망간 사이트 혼합은 고유 자기 TI에서 자기 결함을 생성합니다. 연구팀은 희석 물질의 결함 사이에 동일한 상호 작용이 진성 물질(즉, MnSb 2 Te 4 )에서도 발생한다는 사실을 발견했습니다.
-자기 TI의 자기 바닥 상태는 강자성 또는 반강자성일 수 있으며 이제 팀은 자기 결함이 이 동작을 제어하는 방법을 이해합니다. McQueeney는 "우리는 희석 사례에서 결함 간의 상호 작용을 결정했으며 이러한 상호 작용이 고유 사례로 이전될 수 있음을 깨달았습니다."라고 말했습니다. "그렇게 함으로써 우리는 결함이 두 제품군의 자기 순서를 제어한다는 결론을 내렸습니다." 이 연구는 Advanced Materials 저널에 발표되었습니다 .
추가 정보: Farhan Islam 외, 자기 토폴로지 절연체의 기저 상태 조정에서 자기 결함의 역할, Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202209951 저널 정보: Advanced Materials 에임스 국립 연구소 제공
https://phys.org/news/2023-06-scientists-discovery-magnetic-defects-topological.html
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메모 2306111048 나의 사고실험 oms 스토리텔링
우주나 물질의 특성은 완전체가 거의 드물다. 우선 크기 다른 이유이고 둘째는 시공간을 차지하는 전부가 아닌 일부들이 거의 99.9999999999999999999퍼센트이다. 허허.
그래서 대부분은 샘플링 qoms.unit을 통해 시공간적 부분적인 특성이 주요 결함 처럼 나타난다. 그런데 부분들이 모인 qoms로 전체적인 조화를 가진다. 이는 마치 한 점에서 만나 조우한 일이 각 사람들이 개체들로 샘플링 oss.base.port에서 우연이나 필연처럼 정류장에서 만난 배열의 여정처럼 보인다.
은하들은 블랙홀 제트를 이용하여 우주을 이동할지도 모른다. 잠재된 블랙홀 vig가 블랙홀vix.bar를 그 제트로 변환하여 새로운 은하를 만들거나 블랙홀을 더 강하게 만들 수 있는 것이다. 허허. 이들을 우주의 시공간 결함에서 샘플링 qoms 특이점이 나타난다. 허허.
- said McQueeney, "I was very skeptical that we would ever see anything." "But we did. In fact, what we saw was quite simple to observe, which surprised me." The team found that despite the overall ferromagnetism of manganese-doped antimony telluride (Sb 1.94 Mn 0.06 Te 3 ), some isolated pairs of magnetic defects are antiferromagnetically coupled with opposite moment directions. Other magnetic pairs, especially those in different blocks of the layered structure, are ferromagnetically coupled with parallel moments. Competing magnetic forces reduce the overall magnetism of a material. “Intrinsic magnetic TI is actually flawed,” Islam explained.
"So, for example, manganese can actually get into antimony sites where they shouldn't be, and the way manganese gets into those sites is random." This random manganese site mixing creates magnetic defects in intrinsic magnetic TIs. The team found that the same interaction between defects in the dilute material also occurs in the intrinsic material (ie MnSb 2 Te 4 ).
-The magnetic ground state of a magnetic TI can be either ferromagnetic or antiferromagnetic, and the team now understands how magnetic imperfections control this behavior. "We determined the interactions between defects in the dilute case and realized that these interactions could be transferred to the eigencase," said McQueeney. "In doing so, we concluded that the defect controls the magnetic ordering of the two families." The study was published in the journal Advanced Materials.
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memo 2306111048 my thought experiment oms storytelling
The properties of the universe or matter are rarely perfect. First of all, it is because of the difference in size, and secondly, some, not all, that occupy space and time are almost 99.9999999999999999999%. haha.
So, in most cases, temporal and spatial partial characteristics appear as major defects through sampling qoms.unit. However, qoms, a collection of parts, has overall harmony. This looks like a journey of an array where each person met at a point and met at a stop as if it were coincidence or inevitability at oss.base.port where each person was sampled as objects.
Galaxies may use black hole jets to travel through space. The latent black hole vig can transform the black hole vix.bar into its jets, creating new galaxies or making the black hole stronger. haha. These appear as qoms singularities sampling from space-time defects in the universe. haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.UK hobbyist stuns math world with 'amazing' new shapes
영국 애호가, '놀라운' 새로운 도형으로 수학 세계를 놀라게 하다
다니엘 롤러 '유령': 영국 연금 수혜자가 발견한 놀라운 새 반복 모양 중 하나입니다. 영국 북부 출신의 은퇴한 인쇄 기술자인 David Smith는 흥미로운 모양을 찾는 취미를 추구하다가 11월에 다른 어떤 것과도 다른 모양을 우연히 발견했습니다. JUNE 10, 2023
스미스가 3월에 자신의 몸매를 세상에 알리자 흥분한 팬들은 그것을 티셔츠에 인쇄하거나 퀼트에 꿰매거나 쿠키 커터를 만들거나 축구공의 육각형을 대체하는 데 사용했습니다. 일부는 심지어 문신을 할 계획을 세웠 습니다 . 64세의 Smith가 "모자"라고 불렀던 13면 다각형은 동일한 패턴을 반복하지 않고 무한히 넓은 평평한 표면을 완전히 덮을 수 있는 최초의 단일 모양입니다. 그것은 최초의 "아인슈타인"(유명한 물리학자가 아닌 "한 돌"(ein stein)의 독일어 이름을 따서 명명됨)이며 일부 수학자들이 불가능하다고 생각했던 60년 전에 제기된 문제를 해결합니다 .
-AFP에 자신이 학교에서 수학을 잘하지 못한다고 말한 교육을 받지 않은 애호가 스미스는 수학 세계를 놀라게 한 후 다시 해냈습니다. 모든 사람이 "모자"가 최초의 아인슈타인이라는 데 동의했지만 패턴이 반복되지 않도록 하기 위해 7번 중 1번은 거울 이미지가 필요했습니다. 그러나 지난 달 말 온라인에 발표된 인쇄 전 연구에서 Smith와 그의 발견을 확인하는 데 도움을 준 세 명의 수학자들은 새로운 형태인 "유령"을 밝혔습니다.
거울 이미지가 필요하지 않아 더욱 순수한 아인슈타인이 됩니다. '그렇게 쉬울 수가' 캐나다 워털루 대학의 컴퓨터 과학자인 크레이그 카플란은 AFP에 "재미있고 거의 터무니없는 이야기지만 훌륭하다"고 말했습니다. 그는 Yorkshire의 East Riding에 거주하는 은퇴한 인쇄 기술자인 Smith가 11월에 "갑자기" 이메일을 보냈다고 말했습니다. Smith는 "모양이 어떻게 작동하는지에 대한 그의 정상적인 기대에 따르지 않는" 무언가를 발견했다고 Kaplan은 말했습니다.
이러한 골판지 모양을 테이블에 함께 끼워 넣으면 규칙적인 패턴으로 정착하지 않고 계속 바깥쪽으로 만들 수 있습니다. 컴퓨터 프로그램을 사용하여 Kaplan과 다른 두 명의 수학자들은 모양이 무한 평면에 걸쳐 계속해서 이 작업을 수행하여 최초의 아인슈타인 또는 "비주기적 모노타일"이 된다는 것을 보여주었습니다. 그들이 3월에 첫 사전 인쇄를 출판했을 때 영감을 받은 사람 중에는 아라키 요시아키가 있었습니다. 일본 타일링 애호가는 "거북이"라는 팀이 만든 모자와 또 다른 비주기적인 모양을 사용하여 예술을 만들었습니다. 때로는 뒤집힌 버전을 사용하기도 합니다.
약 60년 동안 해결이 불가능했던 "아인슈타인 문제"를 해결한 도형을 보여주는 그래픽. Smith는 다시 영감을 받아 모자를 뒤집을 필요가 없는 방법을 찾기 시작했습니다. 첫 번째 논문이 나온 지 일주일도 채 안 되어 Smith는 Kaplan에게 새로운 양식을 이메일로 보냈습니다. Kaplan은 처음에는 그것을 믿기를 거부했습니다. "그렇게 쉬울 수는 없다"고 그는 말했다. 그러나 분석 결과 Tile(1,1)이 "무반사 아인슈타인"임을 확인했다고 Kaplan은 말했습니다.
여전히 무언가가 그들을 괴롭혔습니다. 이 타일은 패턴을 반복하지 않고 영원히 계속될 수 있지만 뒤집힌 모양을 사용하는 것을 "인위적으로 금지"해야 한다고 그는 말했습니다. 그래서 그들은 가장자리에 작은 노치나 곡선을 추가하여 뒤집히지 않은 버전만 사용할 수 있도록 하여 "유령"을 만들었습니다. '해트페스트' Kaplan은 두 논문 모두 피어 리뷰 저널에 제출했다고 말했습니다.
그러나 수학의 세계는 놀라움을 표현하기를 기다리지 않았습니다. 미국 Smith College의 수학자 Marjorie Senechal은 AFP에 이번 발견이 "흥미롭고 놀랍고 놀랍다"고 말했습니다. 그녀는 유령과 그 친척이 "자연의 질서와 질서의 본질에 대한 더 깊은 이해로 이어질 것"이라고 기대한다고 말했습니다. 미국 모라비안 칼리지의 수학자 도리스 샤츠슈나이더는 두 가지 형태가 모두 "놀랍다"고 말했다.
Schattschneider는 1970년대에 비주기적 타일의 수를 2개로 좁히기 위해 최선을 다했던 노벨상 수상 수학자 Roger Penrose도 그러한 일이 가능한지 확신하지 못했다고 말했습니다. 91세의 Penrose는 다음 달 옥스퍼드 대학에서 이틀간 열리는 "Hatfest" 행사에서 새로운 모양을 축하하는 사람들 중 한 명입니다. 관련된 모든 사람들은 수학 교육을 받지 않은 사람이 이러한 돌파구를 마련했다는 사실에 놀라움을 표했습니다.
Kaplan은 "답은 하늘에서 내려와 아마추어의 손에 떨어졌습니다. 제 말은 가능한 최선의 방법으로, 전문적인 연습 밖에서 그것을 탐구하는 주제를 사랑하는 사람을 의미합니다."라고 말했습니다. "이런 일이 일어나서는 안 되지만, 과학의 역사에서 아주 다행스럽게도 때때로 번쩍임이 우리에게 해답을 한꺼번에 가져다주는 경우가 있습니다."
https://phys.org/news/2023-06-uk-hobbyist-stuns-math-world.html
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