Ερευνητές του Ινστιτούτου Paul Scherrer απέδειξαν ότι ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να ελέγξει και να αντιστρέψει τη χειρομορικότητα των φωνονίων σε έναν κρύσταλλο.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Materials», δείχνει ότι η αλλαγή της προσανατολιστικής περιστροφής των ατομικών δονήσεων παραμένει σταθερή ακόμη και μετά την αφαίρεση του ηλεκτρικού πεδίου, ανοίγοντας νέες προοπτικές για τεχνολογίες πληροφορικής βασισμένες σε φωνόνια.
Έλεγχος χειρομορικότητας σε θερμοκρασία δωματίου
Για την επίτευξη του ελέγχου, η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε μια διάταξη χρησιμοποιώντας λεπτά υμένα τιτανικού βαρίου πάχους 40 νανομέτρων με μικροσκοπικά ηλεκτρόδια. Το υλικό αυτό είναι σιδηροηλεκτρικό, γεγονός που επιτρέπει την αντιστροφή της ηλεκτρικής του πόλωσης μέσω ηλεκτρικής τάσης.
Εφαρμόζοντας τάση μόλις 3 Volt σε θερμοκρασία δωματίου, οι επιστήμονες κατάφεραν να αντιστρέψουν τη χειρομορικότητα των ατομικών δονήσεων. Η νέα κατάσταση διατηρήθηκε χωρίς την ανάγκη συνεχούς παροχής ρεύματος, γεγονός που καθιστά τη μέθοδο εξαιρετικά αποδοτική για μελλοντικές εφαρμογές σε ηλεκτρονικές συσκευές.
Καταγραφή και πιθανές εφαρμογές
Η επιβεβαίωση της αντιστροφής έγινε στο Ευρωπαϊκό Σύγχροτρον στη Γκρενόμπλ, με τη χρήση κυκλικά πολωμένων ακτίνων Χ και της τεχνικής RIXS.
Καθώς τα χειρόμορφα φωνόνια φέρουν τροχιακή στροφορμή, η δυνατότητα ελέγχου τους προσφέρει έναν νέο μηχανισμό αλληλεπίδρασης με τις μαγνητικές και ηλεκτρονικές καταστάσεις των υλικών. Η εξέλιξη αυτή ενδέχεται να επιτρέψει τον ηλεκτρικό χειρισμό της μαγνητικής πληροφορίας, ενώ παράλληλα συνδέει τη συλλογική κίνηση των ατόμων με θεμελιώδη ερωτήματα γύρω από την προέλευση της χειρομορικότητας στη φύση.
