يوفر تأثير القرب المغناطيسي الذي يواجه صعوبة في الكشف عنه طريقة مهمة لتحقيق حالات إلكترونية خالية من الانفصال في المواد الكمية. وقد استخدم فريق من العلماء من MIT طريقة غير تقليدية للتحقق من هذا التأثير بنجاح.
منذ فترة طويلة، كانت الموصلات الفائقة هي النهج الرئيسي لتحقيق الإلكترونيات بدون مقاومة. وفي العقد الماضي، ظهرت أسرة جديدة من المواد الكمية وهي 'المواد التوبولوجية' التي تقدم وسيلة بديلة ومبشرة لتحقيق الإلكترونيات بدون تبديد الطاقة (أو الفقد). وبالمقارنة مع الموصلات الفائقة، توفر المواد التوبولوجية بعض المزايا مثل التحمل ضد الاضطرابات. وللوصول إلى الحالات الإلكترونية الخالية من الانفصال، تعتبر إحدى الطرق الرئيسية هي 'تأثير القرب المغناطيسي' الذي يحدث عندما يتغلغل المغناطيسية قليلاً في سطح مادة توبولوجية. لكن كانت مراقبة تأثير القرب صعبة.
وتقول العديد من الأبحاث السابقة إن المشكلة تكمن في ضعف الإشارة التي يبحث عنها الناس للإشارة إلى وجود هذا التأثير، وهي عادة ما تكون ضعيفة للكشف عنها بشكل قاطع باستخدام الأساليب التقليدية. لهذا السبب قرر فريق من العلماء - يتألف من MIT وجامعة بنسلفانيا الحكومية والمعهد الوطني لمعايير التكنولوجيا - تجربة طريقة غير تقليدية، والتي أسفرت عن نتائج جيدة بشكل مفاجئ.
في السنوات القليلة الماضية، اعتمد الباحثون على تقنية تسمى تأثير القرب المغناطيسي لاستكشاف البنية المغناطيسية المعتمدة على العمق للمواد المتعددة الطبقات، بالإضافة إلى البحث عن ظواهر مثل تأثير القرب المغناطيسي. وفي تأثير القرب المغناطيسي، يتم عكس شعاعين مغناطيسيين مستقطبين ذوي دورانات معاكسة من العينة وجمعهما على مستشعر. ونتيجة لذلك، يمكن اكتشاف تأثير القرب إذا أظهرت طبقة رقيقة من مادة غير مغناطيسية - توضع مباشرة بجوار مادة مغناطيسية - أنها أصبحت مغناطيسية.
ومع ذلك، فإن التأثير ضئيل للغاية، يمتد إلى حوالي 1 نانومتر في العمق، ويمكن أن تنشأ تأثيرات غير محددة وتحديات عند تفسير النتائج التجريبية. وقال الباحثون إن إدخال التعلم الآلي في منهجيتهم يمكن أن يساعدهم على الحصول على صورة أوضح لما يحدث. وقد تحقق ذلك الأمل فعلاً، وتم نشر نتائج الفريق في ورقة بحثية في 17 مارس في مجلة Applied Physics Review.
