纳米磁体阵列中熵驱动的有序
介观与纳米尺度物理
2022-04-11 v1
摘要
长程序通常被认为与熵的减少相关。然而，在某些特殊情况下，它也可由熵的增加所驱动。我们证明，单畴纳米磁体的人工自旋冰阵列可被设计以产生熵驱动的有序。我们聚焦于俄罗斯方块人工自旋冰结构，这是一种高度阻挫的阵列几何，具有零点泡利熵，由在规范方格冰晶格上选择性地制造规则空位形成。我们通过实验与模拟探测热激活的俄罗斯方块人工自旋冰，测量各个纳米磁体的磁矩。我们在这些磁矩的一个子集中发现二维磁有序，并证明该有序是由另一子集磁矩中的无序（即熵增加）所诱导。与其他熵驱动系统不同，俄罗斯方块人工自旋冰中的离散自由度为二元，可在微观尺度上设计并直接观测，且系统的熵在模拟中可精确计算。这一系统相互作用与基态熵均明确界定的例子，拓展了熵驱动有序研究的实验疆域。
引用
@article{arxiv.2202.11010,
title = {Entropy-driven order in an array of nanomagnets},
author = {Hilal Saglam and Ayhan Duzgun and Aikaterini Kargioti and Nikhil Harle and Xiaoyu Zhang and Nicholas S. Bingham and Yuyang Lao and Ian Gilbert and Joseph Sklenar and Justin D. Watts and Justin Ramberger and Daniel Bromley and Rajesh V. Chopdekar and Liam O'Brien and Chris Leighton and Cristiano Nisoli and Peter Schiffer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11010},
year = {2022}
}
备注
53 pages, 19 figures (including Supplementary Information)