TSUKUBA, Japonia, 17 kwietnia 2024 r. – (ACN Newswire) – Badacze Koichiro Yaji i Shunsuke Tsuda z Narodowego Instytutu Nauki o Materiałach w Japonii rozwinięty ulepszony typ mikroskopu, który może wizualizować kluczowe aspekty stanów spinów elektronów w materiałach. Kwantowo-mechaniczna właściwość elektronów, zwana spinem, jest bardziej złożona niż spin obiektów w naszym codziennym świecie, ale jest z nią powiązana jako miara momentu pędu elektronu. Stany spinowe elektronów mogą mieć znaczący wpływ na zachowanie elektroniczne i magnetyczne materiałów, których są częścią.
Technologia opracowana przez Yaji i Tsuda znana jest jako obrazowa mikroskopia fotoemisyjna ze spinową rozdzielczością (iSPEM). Wykorzystuje interakcję światła z elektronami w materiale, aby wykryć względne ustawienie spinów elektronów. Koncentruje się szczególnie na polaryzacji spinów elektronów – stopniu, w jakim spiny elektronów są zbiorowo ustawione w określonym kierunku.
Maszyna iSPEM należąca do zespołu składa się z trzech połączonych ze sobą komór o ultrawysokiej próżni, służących do przygotowywania i analizowania próbki. Elektrony są emitowane z próbki poprzez absorpcję energii świetlnej, przyspieszane w aparacie, a następnie analizowane poprzez interakcję z kryształem filtra spinowego. Wyniki są wyświetlane w postaci obrazów, które eksperci mogą wykorzystać do uzyskania niezbędnych informacji o stanach spinu elektronów w próbce.
„W porównaniu do maszyn konwencjonalnych nasza maszyna iSPEM drastycznie poprawia wydajność akwizycji danych dziesięciotysięcznie, przy ponad dziesięciokrotnej poprawie rozdzielczości przestrzennej” – mówi Yaji. „Daje to ogromne możliwości charakteryzowania struktury elektronowej mikroskopijnych materiałów i urządzeń na wcześniej niedostępnych poziomach w obszarze submikrometrycznym”.
Postęp ten może przyczynić się do udoskonalenia wykorzystania stanów spinu elektronów w przetwarzaniu informacji i innych urządzeniach elektronicznych w ramach szybko rozwijającej się dziedziny zwanej spintroniką. W zastosowaniach spintronicznych stan spinu elektronów jest wykorzystywany do przechowywania i przetwarzania informacji, oprócz tradycyjnego wykorzystania ładunku elektrycznego.
„Może to doprowadzić do powstania bardziej energooszczędnych i szybszych urządzeń elektronicznych, w tym komputerów kwantowych” – mówi Yaji. Zastosowanie subtelności zachowań mechaniki kwantowej w informatyce stanowi główny element wysiłków mających na celu przeniesienie mocy obliczeniowych na inny poziom, ale jak dotąd większość postępów ograniczała się do tajemnych demonstracji, a nie do zastosowań praktycznych. Opanowanie zrozumienia, kontroli i wizualizacji spinu elektronu może być znaczącym krokiem naprzód.
„Planujemy teraz wykorzystać naszą maszynę do zbadania możliwości opracowania nowej generacji urządzeń opartych na spinie elektronów, ponieważ pozwoli nam to przyjrzeć się właściwościom małych i złożonych strukturalnie próbek, które wcześniej były niewidoczne” – podsumowuje Yaji.
Więcej informacji
Imię: Koichiro Yaji
Narodowy Instytut Nauki o Materiałach
E-mail: [email chroniony]
Papier: https://doi.org/10.1080/27660400.2024.2328206
O nauce i technologii zaawansowanych materiałów: metody (STAM-M)
STAM Methods to siostrzane czasopismo Science and Technology of Advanced Materials (STAM) o otwartym dostępie, które koncentruje się na pojawiających się metodach i narzędziach do ulepszania i/lub przyspieszania rozwoju materiałów, takich jak metodologia, aparatura, oprzyrządowanie, modelowanie, dane o dużej przepustowości zbieranie, informatyka materiałów/procesów, bazy danych i programowanie. https://www.tandfonline.com/STAM-M
dr Yasufumi Nakamichi
Dyrektor wydawniczy STAM
E-mail: [email chroniony]
Komunikat prasowy dystrybuowany przez Asia Research News dla nauki i technologii zaawansowanych materiałów.
Temat: Podsumowanie komunikatu prasowego
Źródło: Nauka i technologia zaawansowanych materiałów
Sektory: Nauka i nanotechnologia
https://www.acnnewswire.com
Z Asia Corporate News Network
Copyright © 2024 ACN Newswire. Wszelkie prawa zastrzeżone. Oddział Asia Corporate News Network.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90325/