磁性在奈米尺度下消失了
- 上線日期：2009/5/15 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
當鐵磁性材料的大小縮小至奈米尺度時，它們的磁性會發生戲劇性的變化。西班牙的阿利坎特大學(University of Alicante)的研究人員發現，這種磁性消失的現象甚至會在強磁性材料如鐵、鈷與鎳上發生。由於導致這種現象的電子-電子交互作用在塊材材料中並不存在，未來開發奈米級磁性結構時勢必要納入考慮。
在原子級結構中，傳統磁性交互作用會與另一種稱為近藤過程(Kondo process)的磁效應相互競爭。此現象發生的原因是探針尖端原子週遭的電子環境與塊材中原子所見不同。近藤過程的出現使材料表現出截然不同的導電性質。
要產生近藤效應，需要一個局限在空間中的未配對(unpaired)電子(即自旋未成對)。在阿利坎特大學的研究工作中，此未配對電子隸屬於一個與導電電子相接觸的「接面」原子。一個導電電子可以透過與受局限的自旋(localized spin)配對來降低動能，然而電子與電子排斥力會阻止這發生，取而代之的是，受局限的自旋會翻轉，讓導電自旋穿越接面，彷彿進行一場電子的磁性”跳舞”。
此效應讓阿利坎特的研究人員十分意外，因為受局限的電子通常是在磁性雜質或量子點上。研究團隊的主持人Carlos Untiedt指出，該團隊採用的是一個化學均勻的開放系統，但是仍然觀察到了近藤效應。他們的發現證實了科學家經常忽略的電子與電子交互作用，在奈米尺寸下可能相當的重要，而原子級的磁性表面細節對於在奈米尺度下磁性作用，可能會有重大影響。這個發現意味著科學家在建立奈米結構磁性模型時，必需將奇特的強關聯效應(strong correlation effect)也納入考慮。詳見Nature 458, p.1150 (2009)。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/38953
譯者:孫士傑(高雄大學應用物理系)
- 相關附件: