物理学家观察到电子晶体中一种奇怪的新型转变
(氧气/时刻/盖蒂图片社)
正如基础科学告诉我们的那样,温度的变化会导致材料发生相变? 就像水在严寒中凝固成冰一样。
然而,在某些情况下,触发变化的温度会有所不同,具体取决于材料是冷却还是升温。 这被称为磁滞回线,研究人员认为他们发现了这种现象的一个奇怪且全新的例子。
这不是您在日常生活中可能看到的转变,需要一种称为 EuTe 的层状化合物结晶固体4、巨大的温度范围和一公里长的轨道,用于发射快速移动的带电粒子,这些粒子被部署以产生明亮的激光。
通过这样的实验室设置,科学家发现 EuTe 的磁滞回线4覆盖了至少 400 开尔文的巨大温度范围? 远远超过像这样的结晶固体的通常范围,通常最多只有几十开尔文。
“这一发现立即引起了我们的注意,我们对 EuTe 的实验和理论综合表征4挑战了关于晶体中可能发生的滞后转变类型的传统观点,”物理学家吕白清说来自麻省理工学院(MIT)。
从那时起,研究变得越来越好奇。 在测量的温度范围内,材料中的电子或晶格结构没有变化,这也不是晶体中相变应如何进行的。
虽然这一发现还处于早期阶段,但该团队确实对可能发生的事情有一些想法:电子在 EuTe 中的特殊排列方式4导致次级电子晶体形成,并且当第二层移动和移动时,它可能会在磁滞回线中产生不同的配置。
进一步的实验表明,研究人员能够通过冷却或加热晶体来显着改变材料的电阻? 另一个迹象表明正在发生一些奇怪和意想不到的事情。
“这一观察结果向我们表明,材料的电特性在某种程度上具有其热历史的记忆,并且从微观上看,材料的特性可以保留过去不同温度下的特性,”物理学家阿尔弗雷德宗说来自麻省理工学院。
“这种‘热记忆’可以用作永久温度记录器。”
这开启了一系列的可能性。 科学家可以使用的方法之一是测量 EuTe 的电阻4在室温下,并从那里推断出材料之前经历过的最冷或最热的温度,因为这种“热记忆”。
据该团队称,这里所做的工作可以进一步扩展到其他固体以及它们在暴露于极端温度范围时如何变化。 在更好地控制计算机开关和内存中使用的材料方面,它可能特别有前途。
但首先,还需要进一步研究。 研究人员怀疑在 400 开尔文范围之外还有更多东西有待发现? 这只是他们的设置允许的范围。 经过更多分析,除了改变温度之外,还可以通过其他方式来控制滞后。
“下一个目标是欺骗 EuTe4在发出一次闪光后进入不同的电阻状态,使其成为一种超快的电气开关,可用于例如计算设备中,”物理学家 Nuh Gedik 说来自麻省理工学院。
该研究发表于物理评论快报。