Jie Ma, ex-pesquisador de pós-doutorado do ORNL agora na Shanghai Jiao Tong University na China, está usando o instrumento HB-3A do HFIR para estudar a ordem de rotação em um material de óxido para produzir as primeiras imagens 3-D de suas configurações de rotação. Essas informações permitirão aos pesquisadores explorar as propriedades magnéticas do material com mais detalhes, estendendo o reino do spin quântico, e fornecer compreensão que pode ser aplicada a futuras tecnologias de computação e dispositivos portáteis. Crédito:ORNL / Genevieve Martin
Jie Ma, um professor da Shanghai Jiao Tong University na China, está usando nêutrons no High Flux Isotope Reactor do Oak Ridge National Laboratory para descobrir uma imagem tridimensional da rede magnética de um material de óxido (Ba 2 CoTeO 6 ) contendo propriedades quânticas que podem fornecer uma nova visão sobre como os "spins" de elétrons podem melhorar o processamento e o armazenamento de dados em computadores.
Para seu experimento, Ma está usando o difratômetro de quatro círculos do HFIR, linha de feixe HB-3A. Ele espera entender melhor o spin quântico, uma propriedade única que faz com que os materiais imitem as características magnéticas, mesmo que a partícula não carregue uma carga.
"Os cientistas têm procurado líquidos de spin quântico em sistemas de baixa dimensão, como o tricloreto de rutênio da rede magnética 2-D do favo de mel relatado recentemente pelo ORNL e nosso trabalho em uma rede triangular 2-D. Mas, muitos desses sistemas não são idealmente 2-D, sem interações entre as camadas 2-D, "Disse Ma." Esperamos que a nova imagem revelada neste experimento nos dê uma explicação mais detalhada de por que os spins quânticos se comportam dessa maneira. "
A pesquisa de Ma concentra-se nas interações magnéticas entre as camadas do material, em vez das interações individuais em cada camada, porque muitas vezes parecem perturbar os spins quânticos em cada camada e são essenciais para a compreensão de como realizar líquidos de spin quânticos reais.
Em um experimento anterior, Ma usou amostras de pó para caracterizar a estrutura do material. Interessantemente, quando ele estudou o material em uma amostra de cristal único em HB-3A, o instrumento revelou uma estrutura de rede diferente, levando-o a questionar se os novos resultados indicavam uma diferença na rota para os estados de spin quânticos.
"O interessante é que a estrutura da rede é diferente entre as amostras de pó e de cristal único, "Ma disse." Achamos que se a estrutura for um pouco diferente aqui, então a estrutura magnética também pode ser diferente para o material.
"Porque estamos interessados nas propriedades magnéticas de um material com spins quânticos, nêutrons são a melhor técnica para estudar a estrutura magnética ou a dinâmica magnética deste material, "acrescentou." Além disso, HFIR é o reator de pesquisa de maior potência do mundo, e os instrumentos de nêutrons aqui são realmente perfeitos para o que queremos fazer. "
Em última análise, uma análise aprofundada do spin quântico é necessária se os pesquisadores quiserem aplicar uma nova compreensão de tais propriedades aos avanços em computadores quânticos, Ma explicou.
"Se entendermos as propriedades magnéticas que são exercidas sobre materiais como esses e como eles se movem naquele espaço, então podemos traduzir essas propriedades em tecnologia do dia-a-dia. "
