Para ilmuwan telah mengembangkan partikel oksida logam kecil yang mendorong sel-sel kanker melampaui batas stres mereka dan tetap menjaga jaringan sehat. Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh RMIT University telah mengembangkan partikel kecil yang disebut nanodots, dibuat dari senyawa logam, yang dapat menghancurkan sel-sel kanker sekaligus menjaga sel-sel sehat. Meskipun penelitiannya masih sebatas kultur sel (…)

JetMedia Digital Agency

Peneliti Jepang telah mengungkapkan bagaimana medan magnet yang lemah dapat secara instan mengontrol arah aliran listrik dalam logam kuantum.

Logam kuantum adalah bahan di mana efek kuantum, biasanya terbatas pada skala atom, menjadi cukup kuat untuk mempengaruhi perilaku listrik skala besar mereka.

Sebuah tim peneliti di Jepang kini telah mengungkap bagaimana listrik beroperasi dalam jenis logam kuantum yang unik yang dikenal sebagai logam kagome. Pekerjaan mereka adalah yang pertama menunjukkan bahwa medan magnet yang lemah dapat membalik arus listrik yang bersirkulasi kecil di dalam bahan -bahan ini. Ketika pembalikan ini terjadi, ia mengubah sifat listrik keseluruhan dari logam dan mengubah arah aliran arus yang disukai. Fenomena ini, yang disebut efek dioda, berarti listrik dapat melewati lebih mudah satu arah daripada yang lain.

Para ilmuwan juga menemukan bahwa efek geometris kuantum memperbesar proses switching ini hampir 100 kali. Diterbitkan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionalpenelitian ini meletakkan dasar teoretis untuk teknologi elektronik di masa depan yang dapat dipandu menggunakan medan magnet sederhana.

Meskipun switching magnetik yang tidak biasa dalam logam kagome telah diamati dalam percobaan sejak sekitar tahun 2020, penyebabnya dan kekuatan yang mengejutkan tetap menjadi misteri. Penelitian ini memberikan penjelasan teoretis pertama untuk keduanya.

Saat elektron frustrasi tidak bisa menyelesaikan

Nama “Kagome Metal” berasal dari kata Jepang “kagome,” yang berarti “mata keranjang” atau “pola keranjang,” yang mengacu pada teknik tenun bambu tradisional yang menciptakan desain segitiga yang saling terkait.

Logam-logam ini istimewa karena atom-atomnya disusun dalam pola tenun keranjang unik ini yang menciptakan apa yang oleh para ilmuwan disebut sebagai “frustrasi geometris” —Electron tidak dapat puas dengan pola sederhana dan terorganisir dan dipaksa ke dalam keadaan kuantum yang lebih kompleks yang mencakup arus loop.

Ketika loop arus di dalam logam ini mengubah arah, perilaku listrik logam berubah. Tim peneliti menunjukkan bahwa arus loop dan pola elektron seperti gelombang (gelombang kepadatan muatan) bekerja bersama untuk memecahkan simetri mendasar dalam struktur elektronik. Mereka juga menemukan bahwa efek geometris kuantum – perilaku unik yang hanya terjadi pada skala materi terkecil – secara signifikan meningkatkan efek switching.

“Setiap kali kami melihat pergantian magnetik, kami tahu sesuatu yang luar biasa sedang terjadi, tetapi kami tidak bisa menjelaskan mengapa,” Hiroshi Kontani, penulis senior dan profesor dari Sekolah Pascasarjana Sains di Universitas Nagoyakenang.

“Logam Kagome memiliki amplifier bawaan yang membuat efek kuantum jauh lebih kuat daripada yang ada dalam logam biasa. Kombinasi struktur kristal dan perilaku elektronik mereka memungkinkan mereka untuk melanggar aturan inti fisika tertentu secara bersamaan, sebuah fenomena yang dikenal sebagai pemecahan simetri spontan. Ini sangat jarang di alam dan menjelaskan mengapa efeknya kuat.”

Metode penelitian melibatkan pendinginan logam hingga suhu yang sangat rendah sekitar -190 ° C. Pada suhu ini, logam kagome secara alami mengembangkan keadaan kuantum di mana elektron membentuk arus yang bersirkulasi dan membuat pola seperti gelombang di seluruh material. Ketika para ilmuwan menerapkan medan magnet yang lemah, mereka membalikkan arah arus ini berputar, dan sebagai hasilnya, arah aliran arus yang disukai dalam perubahan logam.

Bahan baru memenuhi teori baru

Terobosan dalam fisika kuantum ini tidak dimungkinkan sampai saat ini karena logam kagome hanya ditemukan sekitar tahun 2020. Sementara para ilmuwan dengan cepat mengamati efek switching listrik misterius dalam percobaan, mereka tidak dapat menjelaskan cara kerjanya.

Interaksi kuantum yang terlibat sangat kompleks dan membutuhkan pemahaman yang lebih lanjut tentang bagaimana arus loop, geometri kuantum, dan medan magnet bekerja bersama – pengetahuan yang hanya berkembang dalam beberapa tahun terakhir. Efek ini juga sangat sensitif terhadap kotoran, ketegangan, dan kondisi eksternal, yang membuatnya sulit dipelajari.

“Penemuan ini terjadi karena tiga hal datang bersama pada waktu yang tepat: kami akhirnya memiliki bahan baru, teori-teori canggih untuk memahaminya, dan peralatan berteknologi tinggi untuk mempelajarinya dengan benar. Tidak ada yang ada bersama-sama sampai baru-baru ini, itulah sebabnya tidak ada yang bisa menyelesaikan teka-teki ini sebelumnya,” tambah Profesor Kontani.

“Kontrol magnetik sifat listrik dalam logam ini berpotensi memungkinkan jenis baru perangkat memori magnetik atau sensor ultra-sensitif. Studi kami memberikan pemahaman mendasar yang diperlukan untuk mulai mengembangkan generasi berikutnya dari teknologi yang dikendalikan kuantum,” katanya.

Referensi: “Fenomena transportasi raksasa yang diinduksi metrik dan reversibel non-reciprocal dalam fase loop loop kiral logam kagome” oleh Rina Tazai, Youichi Yamakawa, Takahiro Morimoto dan Hiroshi Kontani, 25 Agustus 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2503645122

Pendanaan: Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi Jepang, Badan Sains dan Teknologi Jepang Riset Inti untuk Ilmu dan Teknologi Evolusioner

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
Ikuti kami di google, temukan, dan berita.

Meskipun pemasaran yang apik, u-rokok mungkin lebih berbahaya daripada model vape yang lebih tua. Para ilmuwan mendapati mereka melepaskan logam seperti arsenik dan selenium – terkait dengan kanker dan penyakit paru -paru – ke dalam paru -paru pengguna. Sebuah studi baru dari para ilmuwan di University of California, Riverside mengungkapkan bahwa rokok ultrasonik, atau u-rokok, bisa jauh lebih berbahaya daripada yang terlihat. Dipasarkan sebagai (…)

RisalahPos.com Network

Ilmuwan Riken telah menemukan cara memanipulasi molybdenum disulfide menjadi bertindak sebagai superkonduktor, logam, semikonduktor, atau isolator menggunakan teknik transistor khusus. Dengan memasukkan ion kalium dan kondisi penyesuaian, mereka dapat memicu perubahan dramatis dalam keadaan elektronik material – secara tidak terduga bahkan mengubahnya menjadi superkonduktor atau isolator. Tingkat kontrol baru ini atas (…)

RisalahPos.com Network

Para ilmuwan telah menemukan bentuk langka magnet kuantum satu dimensi dalam senyawa logam yang disebut ti4mnbi2, menandai lompatan besar dalam penelitian bahan kuantum. Tidak seperti bahan sebelumnya yang merupakan isolator, sistem ini bersifat logam dan menunjukkan interaksi yang kuat antara magnet dan konduksi, mengisyaratkan kemungkinan yang sama sekali baru dalam komputasi kuantum dan spintonik. Konfirmasi Eksperimental (…)

RisalahPos.com Network

ESA telah mengembalikan bagian dicetak 3D logam pertama yang dibuat di luar angkasa, langkah besar menuju misi ruang angkasa swasembada. Bagian 3D-dicetak logam pertama yang pernah diproduksi di orbit telah kembali ke Bumi. Diproduksi menggunakan printer 3D logam ESA di atas stasiun ruang angkasa internasional, sampel sekarang kembali ke bumi untuk pertama kalinya dan (…)

RisalahPos.com Network

Quasicrystals, yang pernah dianggap mustahil, ditemukan dalam paduan aluminium yang dicetak 3D-dan mereka membuatnya lebih kuat. Ini bisa mengubah cara kami merancang komponen pesawat dan mobil. Para peneliti di NIST menemukan quasicrystals, struktur atom yang langka dan tidak mengulang, dalam paduan aluminium yang dicetak 3D. Quasicrystals ini ditemukan untuk memperkuat logam, membuatnya lebih cocok untuk berkinerja ringan dan berkinerja tinggi (…)

RisalahPos.com Network

Metode baru yang disebut VDW Squeezing memungkinkan penciptaan logam 2D ​​yang stabil dan tipis secara atom, membuka pintu ke perangkat canggih dan penemuan mendasar dalam ilmu material. Sejak penemuan graphene pada tahun 2004, penelitian tentang bahan dua dimensi (2D) telah maju dengan cepat, membuka perbatasan baru dalam sains fundamental dan pengembangan teknologi. Sementara hampir 2.000 2d (…)

RisalahPos.com Network

Baterai solid-state yang berbasis di Llzo menunjukkan keuntungan kepadatan energi yang terbatas dan menghadapi tantangan produksi; Elektrolit hibrida mungkin lebih layak untuk penelitian baru-baru ini yang memeriksa elektrolit padat tipe garnet untuk baterai logam lithium menunjukkan bahwa manfaat kepadatan energi mereka mungkin telah ditaksir terlalu tinggi. Analisis menunjukkan bahwa baterai logam lithium all-solid-state (AsslmB) menggunakan lithium lantanum zirkonium oksida (llzo) (…)

RisalahPos.com Network

Studi ini menunjukkan bahwa ketersediaan air regional membatasi produksi 32 sumber daya geologis saat ini dan di masa depan. Sumber daya geologis, termasuk logam dan mineral kritis, sangat penting untuk memajukan teknologi seperti energi terbarukan dan penyimpanan energi, yang sangat penting untuk beralih ke masyarakat dekarbon. Sumber daya ini juga mendukung kehidupan modern dengan memungkinkan produksi (…)

RisalahPos.com Network