Sau đó họ đã nghiên cứu sự ma sát của hệ này bằng cách sử dụng một kính hiển vi quét chui hầm phân cực spin (SP-STM) với một nguyên tử cobalt (Co) tại đầu nhọn trượt trên lớp manganese,[r]
(1)Lần nhìn thấy ma sát spin nguyên tử độc thân
Một đội nghiên cứu quốc tế cho biết lần họ đo thành phần ma sát phụ thuộc spin của nguyên tử độc thân trượt bề mặt từ tính Đội sử dụng kết hợp kính hiển vi quét chui hầm phân cực spin kĩ thuật xử lí nguyên tử độc thân để đẩy nguyên tử từ tính trên khn từ tính
So sánh kết thực nghiệm mơ máy tính, nhà nghiên cứu kết luận thuyết phục ma sát phụ thuộc spin có đóng góp cho lực ma sát tổng hợp mà nguyên tử phải chịu Các kết họ mang lại bước thiết yếu hướng đến phát triển lí thuyết ma sát
Mặc dù ma sát lực gặp nhiều vũ trụ, tượng vật lí biết sớm nhất, sở phức tạp ma sát nguồn gốc tránh né nhà khoa học Lĩnh vực nghiên cứu ma sát, hay “ma sát học”, khảo sát bề mặt tiếp xúc từ cấp vĩ mô đến cấp vi mô Một vấn đề liên hệ lực ma sát quan sát hai chất liệu tiếp xúc với tính chất vật lí, hóa học học chất liệu gây ma sát Nhưng yêu cầu nói dễ làm
(a) Spin manganese sắt từ, với trạng thái spin xoắn (b) Hình ảnh SP-STM cho thấy spon đối song (c) Sự đối xứng mạng nguyên tử nguyên tử cobalt trượt bề mặt (d) Trạng thái spin từ tính, đầu nhọn bị phân cực spin thành
phần spin nhìn thấy. Quay tự do
Trong năm qua, nhà khoa học khảo sát hai yếu tố có đóng góp cho ma sát cấp vĩ mơ – mức độ tự điện tử dao động mạng “Vì thế, hệ electron nguyên tử giữ vai trò thiết yếu ma sát, rõ ràng phải xét spin nữa, electron khơng có điện tích mà cịn có spin,” giải thích Roland Wiesendanger thuộc trường Đại học Hamburg, Đức, tác giả công trình cơng bố Cùng với tác giả Boris Wolter đồng sự, ông nghiên cứu tượng phụ thuộc spin cấp nguyên tử 25 năm qua có hứng thú với ma sát spin “Đây có khả khó tìm hệ cho phép nhận ma sát spin cách dễ dàng,” Wiesendanger nói Nếu ta xét chất sắt từ, ví dụ sắt chẳng hạn, tồn moment từ hay spin hoàn toàn song song nhau, “cho nên khơng thể phân biệt đóng góp phụ thuộc spin đóng góp ma sát bình thường Bạn phải thiết kế hệ mơ hình tính chất điện tử khác với tính chất từ,” ơng nói
(2)manganese-trên-chất-nền-tungsten có tính phản sắt từ cấp độ nhỏ thể trạng thái xoắn spin khoảng 170o hàng liền kề
trên cấp độ lớn Sau họ nghiên cứu ma sát hệ cách sử dụng kính hiển vi quét chui hầm phân cực spin (SP-STM) với nguyên tử cobalt (Co) đầu nhọn trượt lớp manganese, với nguyên tử Co chuyển động từ nút mạng sang nút mạng Các spin lớp manganese phản sắt từ xen kẽ nhau, canh thẳng hàng spin nguyên tử Co với nguyên tử manganese gần mang lại hệ vân xen kẽ Các vân sáng tối cho biết hàng nguyên tử với thành phần từ hóa song song đối song so với từ hóa đầu nhọn
Đầu nhọn phân cực
Đầu nhọn SP-STM sử dụng dùng đầu nhọn kim loại bình thường để kéo lê nguyên tử Co bề mặt manganese, hình ảnh thể đối xứng mạng nguyên tử Nhưng đội khoa học sử dụng đầu nhọn phân cực spin, thể kết hợp từ yếu với cobalt, hình ảnh cho thấy trật tự từ cấu trúc, biểu thành phần phụ thuộc spin “Một điểm hấp dẫn với kĩ thuật chụp ảnh xử lí từ độ phân giải không gian cực cao trật tự từ cao, chi phí thực nghiệm phân tích có tăng lên chút ít,” Wolter nói Theo ông, khám phá thực nghiệm có chút may mắn, kĩ thuật cần cải tiến chất lượng hình ảnh tốt Để xác nhận thực tế mức độ tự spin có đóng góp cho ma sát hệ, đội khoa học cho chạy mô Monte Carlo, sử dụng hệ giống với hệ thực nghiệm Hệ mô cho kết ăn khớp Wiesendanger cho biết độ lớn đóng góp ma sát spin ngang với ma sát phụ thuộc dao động mạng hay ma sát điện tử Nhóm ơng hi vọng ma sát spin tượng chung xảy nhiều hệ, không riêng hệ từ tính Theo nhà nghiên cứu, khám phá giúp họ hiểu rõ sở ma sát, nghiên cứu họ điểm xuất phát hướng đến định cỡ tầm quan trọng mức độ tự spin “các tượng bề mặt”, ví dụ khuếch tán nguyên tử từ tính chất từ tính Ở cấp độ thực tiễn hơn, nghiên cứu họ có ích cho hệ lưu trữ liệu từ tính ví dụ đĩa cứng, hay động từ có phận trượt