Kai nanovieliai susisuka

Fizikams pavyksta įrodyti nanomechaninį sukimo efektą keičiant elektronų kampinį momentą

Bostono eksperimento, kuriame yra miniatiūrinių ateities technologijų potencialas, esmė: Sukimosi sukimosi skalė sukasi su nugara - vos 0, 012 milimetro ilgio, 0, 006 milimetrų pločio ir 0, 0005 milimetrų aukščio. © Jacobs University Bremen
skaityti garsiai

Pirmą kartą Bostono universiteto mokslininkams pavyko išmatuoti nanomechaninę nanosriegio sukimąsi, kurį sukioja sukimosi poliarizuotų elektronų kampinis momentas.

Matavimas patvirtina prognozę, kurią prieš daugiau nei dešimt metų paskelbė teoriniai fizikai Stefanas Kettemannas iš Brėmeno Jokūbo universiteto ir Peteris Fulde iš Makso Plancko Kompleksinių sistemų fizikos instituto „Fizikos žurnale“. Dabartiniame žurnalo „Nature Nanotechnology“ numeryje tyrėjai praneša apie tai, koks poveikis, jų manymu, tikisi naujų spintronikos perspektyvų.

„Spintronics“ naudoja elektronų magnetinį momentą informacijos pateikimui ir apdorojimui, o ne tik jų įkrovimui, kaip ir tradicinė puslaidininkių elektronika. Magnetinis momentas yra glaudžiai susijęs su savotišku elektronų sukimu, kvantiniu mechaniniu sukiniu.

Tarp „įjungta“ ir „išjungta“

Šis sukinys gali turėti tik dvi atskiras būsenas: jis gali nurodyti „aukštyn“ arba „žemyn“. Magnetiniame metale visi sukiniai nukreipti ta pačia kryptimi, jie yra poliarizuoti. Jei srovė - elektronų pavidalu - teka iš nepoliarizuoto metalo į besisukantį poliarizuotą magnetą, elektronai, kurių sukimosi taškai nukreipti neteisinga kryptimi, turi pakeisti savo sukimąsi, kuris vadinamas „spin-flip“.

Dėl fizinio kampinio impulsų išsaugojimo dėsnio ši elektroninio kampinio impulso inversija perduodama medžiagai kaip mechaninė sukimo energija. Kai daugelis elektronų tuo pačiu metu keičia savo sukimąsi, mažas kampinio impulso pokytis sustiprėja ir išmatuojamas kaip labai plonų nanoskalės laidų mechaninis posūkis. displėjus

Maži jungikliai greitam informacinių technologijų naudojimui

Bostono universiteto kriogeninės nanotechnologijų laboratorijoje suprojektuotoje eksperimentinėje matavimo įrangoje, suprojektuotoje glaudžiai bendradarbiaujant su dviem teoretikais, elektroninė srovė buvo perduodama iš feromagnetinio kobalto vielos į nemagnetinę aukso laidą. Dviejų 50 nanometrų skersmens laidų sąlyčio taške nanoelektromechaninė struktūra, rezonatorius, kuriame du peiliukai vykdė priešingus sukimo virpesius, sustiprino sukimo efektą, kurį sukuria elektronų sukinio virpėjimas, iki išmatuojamų verčių nuo 10 iki 22 NewtonMeters.

„Kai mes sugalvojome sukimo balanso sukasi su nugara idėją, - prisimena Kettemannas, - mes manėme, kad tai toks mažytis efektas, kuris liks šiek tiek daugiau nei teorinių fizikų minties eksperimentas. norėčiau rekomenduoti. Tačiau dabar sėkmingai atliktas matavimas rodo, kad labai mažus mechaninius judesius gali generuoti elektronų valdymas sukamaisiais sukimais, kurie, pavyzdžiui, gali būti laikomi būsimu mažo, kelių nanometrų dydžio jungiklio pagrindu. „Kad galėtume pristatyti labai greitą ir efektyviai energiją naudojančią informacinę technologiją“, - tęsia Kettemann apie Bostono eksperimento svarbą.

(„idw“ - Jokūbo universitetas Brėmene, 2008 11 12 - DLO)