Ett team av forskare som är anslutna till flera institutioner i Tyskland och Polen har demonstrerat drivna kristaller vid rumstemperatur. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver tillämpning av teorier kring rymdtidskristaller på magnoner och hur de gjorde det möjligt för dem att utnyttja elektronspinn på ett sätt som kan visa sig vara användbart i informationstekniska applikationer.

Kristaller definieras genom upprepande mönsterstrukturer. Annan forskning (av Frank Wilczek 2012) har föreslagit att kristaller i rymdtid definieras på liknande sätt med strukturer som upprepas i både tid och rum. Nyare arbete har lett till att beskriva färdplaner för deras skapande i en laboratoriemiljö. I denna nya insats, forskarna har använt magnoner (kvasipartiklar som är kollektiva excitationer av elektronernas spinnstruktur i en kristall) för att förverkliga drivna kristaller i rymdtid i en rumstemperaturmiljö. Förhoppningen är att sådana strukturer, med sitt nya tillstånd, kan användas för att lagra information med mycket mer energieffektivitet än teknik som används nu.

För att skapa sina rymd-tid-kristaller, forskarna placerade en längd av nickel-järnlegering i ett radiofrekvensfält. Detta resulterade i skapandet av upphetsade magnoner, vilket fick dem att anta ett dynamiskt mönster - forskarna beskrev dem som liknar bollar på ett biljardbord, fast i det här fallet, alla bollar återvände till sina utgångslägen efter att ha passerat radiofrekvensfältet.

Forskarna gjorde bilder av sina kristaller med hjälp av röntgenmikroskopi och använde sedan bilderna för att driva andra magnoner mot dem de hade skapat. Detta resulterade i att de nyligen introducerade magnonerna sprids i mönster som liknar de för vanliga kristaller. Det resulterade också i produktion av kortare magnoner (så små som 100 nm våglängder) med avstämbara våglängder-avstämning kan åstadkommas genom att ändra egenskaper hos radiofrekvensfältet. Forskarna noterar att att kunna omkonfigurera kristaller i rymdtid med sin metod i en rumstemperaturmiljö kan möjliggöra konstruktion av nya informationstekniska enheter som använder mycket mindre energi.

© 2021 Science X Network