الفيزيائيون التقاط الصور الأولى من زيادة ونقصان الذرية
Though scientists argue that the emerging technology of spintronics may trump conventional electronics for building the next generation of faster, smaller, more efficient computers and high-tech devices, no one has actually seen the spin—a quantum mechanical property of electrons—in individual atoms until now. In a study published as an Advance Online Publication in the journal Nature Nanotechnology on Sunday, physicists at Ohio University and the University of Hamburg in Germany present the first images of spin in action.
رغم أن العلماء يقولون إن هذه التكنولوجيا الناشئة من spintronics قد تبز الالكترونيات التقليدية لبناء الجيل القادم من أسرع أجهزة الكمبيوتر أصغر حجما وأكثر كفاءة والأجهزة ذات التقنية العالية ، لا أحد شهدت بالفعل زيادة ونقصان واحد في الكم الميكانيكية الملكية من الإلكترونات في ذرات فردية حتى الآن. في دراسة نشرت في منشور على الانترنت تقدم في دورية طبيعة تقنية النانو يوم الاحد ، علماء الفيزياء في جامعة ولاية أوهايو وجامعة هامبورغ في ألمانيا عرض الصور الأولى من زيادة ونقصان في العمل.
The researchers used a custom-built microscope with an iron-coated tip to manipulate cobalt atoms on a plate of manganese. Through scanning tunneling microscopy, the team repositioned individual cobalt atoms on a surface that changed the direction of the electrons' spin. Images captured by the scientists showed that the atoms appeared as a single protrusion if the spin direction was upward, and as double protrusions with equal heights when the spin direction was downward
واستخدم الباحثون المجهر مبنية خصيصا مع طرف الحديد المغلفة للتلاعب ذرات الكوبالت على طبق من المنغنيز. من خلال مسح حفر نفق المجهر، أعادت الفريق ذرات الكوبالت فرد على سطح التي غيرت اتجاه دوران الإلكترونات ». وأظهرت الصور التي تم التقاطها من قبل العلماء أن الذرات بدا كأنه نتوء واحد إذا كان الاتجاه التصاعدي تدور ، وكما نتوءات مزدوجة مع ارتفاعات متساوية عندما يكون اتجاه الدوران والهبوط.
The study suggests that scientists can observe and manipulate spin, a finding that may impact future development of nanoscale magnetic storage, quantum computers and spintronic devices.
وتشير الدراسة إلى أن العلماء لا يمكن مراقبة والتلاعب في زيادة ونقصان ، وهو الاكتشاف الذي قد يؤثر على مستقبل التنمية التخزين الممغنطة النانومترية الحجم ، كمية الحواسيب والأجهزة spintronic.
"Different directions in spin can mean different states for data storage," said Saw-Wai Hla, an associate professor of physics and astronomy in Ohio University's Nanoscale and Quantum Phenomena Institute and one of the primary investigators on the study. "The memory devices of current computers involve tens of thousands of atoms. In the future, we may be able to use one atom and change the power of the computer by the thousands."
"يمكن أن تدور في اتجاهات مختلفة يعني ولايات مختلفة عن تخزين البيانات"، قال المنشار ، واي هلا ، وهو أستاذ مشارك في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية أوهايو النانومترية الحجم والكم معهد الظواهر واحد من المحققين في المقام الأول على الدراسة" إن أجهزة ذاكرة الحواسيب الحالية تنطوي على عشرات الالاف من الذرات. في المستقبل ، ونحن قد تكون قادرة على استخدام ذرة واحدة وتغيير السلطة للكمبيوتر بالآلاف ".
Unlike electronic devices, which give off heat, spintronic-based devices are expected to experience less power dissipation.
على عكس الأجهزة الإلكترونية، والتي تعطي من الحرارة ، والأجهزة القائمة على spintronic يتوقع أن تشهد أقل تبديد الطاقة.
The experiments were conducted in an ultra-high vacuum at the low temperature of 10 Kelvin, with the use of liquid helium. Researchers will need to observe the phenomenon at room temperature before it can be used in computer hard drives.
وأجريت التجارب في خواء تام عند درجة حرارة منخفضة من 10 كلفن ، مع استخدام الهيليوم السائل. ويحتاج الباحثون لمراقبة هذه الظاهرة في درجة حرارة الغرفة قبل أنها يمكن أن تستخدم في جهاز الكمبيوتر محركات الأقراص الصلبة.
But the new study suggests a path to that application, said study lead author Andre Kubetzka of the University of Hamburg. To image spin direction, the team not only used a new technique but also a manganese surface with a spin that, in turn, allowed the scientists to manipulate the spin of the cobalt atoms under study.
لكن الدراسة الجديدة تشير إلى أن الطريق إلى التطبيق ، وقال المشرف على الدراسة اندريه Kubetzka من جامعة هامبورغ. لاتجاه دوران الصورة ، وفريق لا تستخدم فقط تقنية جديدة ولكن أيضا على سطح المنغنيز مع زيادة ونقصان وهذا ، بدوره ، يسمح للعلماء لمعالجة زيادة ونقصان من ذرات الكوبالت قيد الدراسة.
"The combination of atom manipulation and spin sensitivity gives a new perspective of constructing atomic-scale structures and investigating their magnetic properties," Kubetzka said.
"إن الجمع بين التلاعب الذرة والحساسية تدور يعطي منظورا جديدا لبناء هياكل ذرية على نطاق والتحقيق خصائصها المغناطيسية" ، وقال Kubetzka.
The different shape and appearance of these individual cobalt atoms is caused by the different spin directions. Image courtesy of Saw-Wai Hla, Ohio University
ويتسبب شكل ومظاهر مختلفة من هذه الذرات الفردية الكوبالت التي تدور اتجاهات مختلفة. صورة المجاملة هلا المنشار ، واي ، جامعة ولاية أوهايو
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق