Två Yale-NUS College-studenter ingår i ett forskargrupp som drog slutsatsen att två olika matematiska modeller, som beskriver samma fysiska fenomen, är i huvudsak likvärdiga. Upptäckten kan få konsekvenser för framtida forskning om magnetoresistans och dess praktiska tillämpningar inom ett brett spektrum av elektroniska enheter. Efter att ha genomfört de två olika modellerna av magnetoresistans som datasimuleringar, Lai Ying Tong, 21, och Silvia Lara, 22, fann att de två simuleringarna gav liknande resultat under identiska förhållanden. Magnetoresistans är ett fysiskt fenomen där ett materials elektriska resistivitet förändras när det utsätts för ett magnetfält. Forskningen publicerades i den peer-reviewed journal Fysisk granskning B i december 2017.
De två Yale-NUS-studenterna arbetade med projektet under mentorskap av docent Shaffique Adam från Yale-NUS College och Institutionen för fysik vid National University of Singapore (NUS) naturvetenskapliga fakulteten, och docent Meera Parish från Monash University. De guidades av Navneeth Ramakrishnan, en masterstudent vid Institutionen för fysik vid NUS naturvetenskapliga fakulteten och NUS Center for Advanced 2D Materials, som kontrollerade deras resultat och skrev tidningen. Fynden gav en enhetlig teoretisk ram för att förstå ett fenomen som kallas 'linjär omättande magnetoresistans', samt tydliga förutsägelser om hur man manipulerar effekten. Innan deras forskning, två separata teoretiska matematiska modeller hade föreslagits för att beskriva hur fenomenet fungerar:modellen Random Resistance Network (RRN) och modellen Effective Medium Theory (EMT). Empiriker som utforskar magnetoresistans hänvisar i allmänhet till någon av dessa två modeller för att kontextualisera sina experiment, men ger inte en detaljerad jämförelse mellan teorierna och deras experimentella resultat. Detta senaste fynd förenar inte bara de två befintliga teorierna, men bekräftar också att dessa teorier är korrekta beskrivningar som matchar experimentella data.
Fynden har en direkt inverkan på framtida forskning om magnetoresistans, som har praktiska tillämpningar inom en mängd olika elektroniska enheter, såsom hastighetssensorer, mobiltelefoner, tvättmaskiner, och bärbara datorer. Principerna för magnetoresistans används för närvarande i magnetiskt minneslagring på hårddiskar, och vissa företag siktar på att producera känsliga magnetometrar - enheter som mäter magnetfält - som kan arbeta vid rumstemperatur. Detta är en miljardindustri som stöder applikationer i många aspekter av vardagen, allt från bilkollisionsvarningar till upptäckt av trafikljus.
Lai och Lara började denna forskning som ett sommarforskningsprojekt under sitt första år av grundutbildning, under ledning av Assoc Prof Adam, som också är med Center for Advanced 2D Materials på NUS. Assoc Prof Adam lyfte fram båda studenternas roller i forskningen, noterar att de granskat befintlig litteratur, implementerade de matematiska modellerna i branschstandard mjukvarumiljön MATLAB, samt körde simuleringarna och de efterföljande analyserna. Studenterna presenterade också forskningsresultaten vid internationella konferenser, till exempel American Physical Society March Meeting 2017.
Yale-NUS College finansierade studenterna för att arbeta med detta projekt. "Denna nivå av grundutbildning, inte bara i forskningen, men i utformningen av arbetets riktning är extremt sällsynt. På Yale-NUS, naturvetenskapliga studenter kan aktivt delta i sådan forskning mycket tidigt i sin inlärningserfarenhet, "sade assoc prof Adam.
