Phân tử nam châm là rất mát mẻ

- Oct 30, 2014-

Các nhà nghiên cứu đã thành công trong phân tử nam châm được làm mát bằng nước dưới 1K, người đầu tiên đã tham gia thực hiện nanomagnet. Tìm kiếm này là rất quan trọng, bởi vì nó thể hiện thử nghiệm, do đó, nhiệt độ thấp có thể được thực hiện, khả năng của hệ thống điện lạnh mới mở. Lượng tử hành vi làm việc cũng cho thấy nanomagnet.

Một số hệ thống phân tử triển lãm khác thường và kỳ lạ từ hành vi, thúc đẩy bởi cơ học lượng tử, có thể một ngày được khai thác cho các ứng dụng chẳng hạn như máy tính lượng tử. Một hiện tượng quan tâm là hiệu ứng từ (MCE), theo đó khi một ứng dụng bên ngoài từ trường được lấy ra từ một vật liệu từ tính, đó là một sự giảm nhiệt độ.

Eric McInnes, đại học Manchester ở Anh, và đồng nghiệp chuẩn bị một nhóm phân tử có chứa bảy gadolini Trung tâm, với sáu hình thành một hình lục giác và một ngồi ở giữa. "Mỗi ion gadolini là từ tính và trong cấu trúc này, chúng tôi mong đợi sự tương tác yếu của các ion từ tính để sản xuất một MCE lớn," McInnes nói.

Khi nhóm thực hiện các thí nghiệm MCE với mẫu của các tinh thể, nhiệt độ rơi xuống xung quanh thành phố 0.2K, lần đầu tiên một nanomagnet phân tử đã đạt được tiểu Kelvin làm mát. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng là từ trường đã được nghỉ hưu, thả trong nhiệt độ đã không tuyến tính, thay vì nó là 'gập ghềnh', mà cung cấp một cái nhìn sâu sắc vào trạng thái lượng tử của hệ thống.

Mỗi trung tâm gadolini nằm ở góc của một tam giác; Các điện tử trong các vị trí này muốn cặp của quay với hàng xóm của họ ở các góc khác của tam giác; nhưng vì có ba trong số đó, một ở mỗi góc, họ không thể tất cả sắp xếp cùng một lúc. Điều này được gọi là 'quay thất vọng'.

'Như demagnetisation tiền, thất vọng quay dẫn đến một trạng thái ổn định động quay trong một số trường nhiều, gây ra sự gia tăng nhiệt độ, tạm thời trước khi hệ thống tiếp tục mát trên giảm từ trường,' McInnes nói. ' Chúng tôi đặt ra để khai thác vật lý quay để đạt được lạnh trong này phân tử từ, và chúng tôi đã thành công trong đó. Nhưng trong thực tế hành vi làm mát của hệ thống tiết lộ những hiểu biết mới vào vật lý quay, và chúng tôi phát hiện ra thêm về các tính chất từ lượng tử của hệ thống này vì chúng tôi biết trước khi chúng tôi bắt đầu.'

Bình luận về công việc, Euan Brechin, của đại học Edinburgh, Vương Quốc Anh, nói: "những gì điều này chứng tỏ rằng một số loại phân tử polymetallic là ứng cử viên thực tế cho việc làm trong một Carnot chu kỳ [quá trình nhiệt được sử dụng để tạo ra điện lạnh kéo dài], và họ cung cấp cho tự do hơn để thiết kế các chu kỳ theo nhu cầu cụ thể." nguồn: rsc.org