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熱を機械的運動に変換する磁気システム

16.11.2017

エクセター大学の研究者は、環境からの熱エネルギーを使用して機械的運動を生成できる微視的な磁気システムを作成しました。あるタイプから別のタイプへのエネルギーの直接変換のこの新しい原理は、さまざまなナノマシン、マイクロロボットの動作を保証するために使用でき、新しいタイプのセンサーと次世代の情報ストレージデバイスの動作は、この原理に基づくことができます。

新しい磁気システムの基礎は、「ラチェット」として知られるかなり一般的なメカニズムです。このサーマルラチェットは、「人工スピンアイス」（人工スピンアイス）と呼ばれる非常に珍しい材料でできており、多くの小さなナノ磁石、パーマロイ合金のナノ粒子、鉄ニッケル合金が含まれています。

熱エネルギーに加えて、このようなシステムは、個々のナノ磁石の磁化ベクトルのシフトにつながる磁場のエネルギーを運動に変換することができます。この場合、この変位は環状の特徴を持ち、XNUMX つの可能な方向のいずれかに回転します。 Gino Hrkac 教授は次のように述べています。セットされたナノマグネットの全磁場の分布において. そして、この非対称性により、磁化領域がXNUMXつの方向のいずれかに回転します.

サーマルラチェットの磁気状態の特性を研究するために、科学者はX線といわゆるダイクロイック磁気効果（磁気ダイクロイック効果）を使用しました。実際の測定は、スイスのポール・シェラー研究所の SLS X 線源と、米国のローレンス・バークレー国立研究所の Advanced Light Source を使用して行われました。

前述のように、条件付き二次元磁性材料のレベルで動作する新しい効果は、磁気および熱ナノモーター、センサーなどを含むさまざまなナノスケールデバイスで使用できます。さらに、新しい効果は、新しい情報記憶デバイスの動作の基本原理になる可能性があります。このデバイスのビットは、レーザー光パルスで磁気セルを急速に局所的に加熱することによって磁気セルに記録されます。

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