TSUKUBA, Ιαπωνία, 17 Απριλίου 2024 – (ACN Newswire) – Οι ερευνητές Koichiro Yaji και Shunsuke Tsuda στο Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών στην Ιαπωνία έχουν αναπτύχθηκε ένας βελτιωμένος τύπος μικροσκοπίου που μπορεί να απεικονίσει βασικές πτυχές των καταστάσεων σπιν ηλεκτρονίων σε υλικά. Η κβαντομηχανική ιδιότητα των ηλεκτρονίων που ονομάζεται σπιν είναι πιο περίπλοκη από το σπιν των αντικειμένων στον καθημερινό μας κόσμο, αλλά σχετίζεται με αυτήν ως μέτρο της γωνιακής ορμής ενός ηλεκτρονίου. Οι καταστάσεις σπιν των ηλεκτρονίων μπορεί να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ηλεκτρονική και μαγνητική συμπεριφορά των υλικών στα οποία αποτελούν μέρος.
Η τεχνολογία που αναπτύχθηκε από τους Yaji και Tsuda είναι γνωστή ως μικροσκόπιο φωτοεκπομπής με ανάλυση spin-τύπου απεικόνισης (iSPEM). Χρησιμοποιεί την αλληλεπίδραση του φωτός με τα ηλεκτρόνια σε ένα υλικό για να ανιχνεύσει τη σχετική ευθυγράμμιση των σπιν ηλεκτρονίων. Εστιάζεται ιδιαίτερα στην πόλωση του σπιν ηλεκτρονίων – ο βαθμός στον οποίο τα σπιν ηλεκτρονίων ευθυγραμμίζονται συλλογικά σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.
Το μηχάνημα iSPEM της ομάδας αποτελείται από τρεις διασυνδεδεμένους θαλάμους κενού εξαιρετικά υψηλού για την προετοιμασία και την ανάλυση του δείγματος. Τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται από το δείγμα απορροφώντας ενέργεια φωτός, επιταχύνονται μέσω της συσκευής και στη συνέχεια αναλύονται με αλληλεπίδραση με έναν κρύσταλλο φίλτρου περιστροφής. Τα αποτελέσματα εμφανίζονται ως εικόνες τις οποίες οι ειδικοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να συγκεντρώσουν τις απαραίτητες πληροφορίες σχετικά με τις καταστάσεις σπιν ηλεκτρονίων στο δείγμα.
«Σε σύγκριση με τα συμβατικά μηχανήματα, η μηχανή μας iSPEM βελτιώνει δραστικά την απόδοση απόκτησης δεδομένων κατά δέκα χιλιάδες φορές, με πάνω από δέκα φορές βελτίωση στη χωρική ανάλυση», λέει ο Yaji. «Αυτό προσφέρει τεράστιες ευκαιρίες για τον χαρακτηρισμό της ηλεκτρονικής δομής μικροσκοπικών υλικών και συσκευών σε προηγουμένως απρόσιτα επίπεδα στην περιοχή του υπομικρομέτρου».
Αυτή η πρόοδος θα μπορούσε να προωθήσει βελτιώσεις στη χρήση καταστάσεων σπιν ηλεκτρονίων στην επεξεργασία πληροφοριών και σε άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, ως μέρος του ταχέως αναπτυσσόμενου πεδίου που είναι γνωστό ως σπιντρονική. Σε εφαρμογές σπιντρονικής, η κατάσταση σπιν των ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για την αποθήκευση και επεξεργασία πληροφοριών, εκτός από την παραδοσιακή χρήση ηλεκτρικού φορτίου.
«Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο ενεργειακά αποδοτικές και ταχύτερες ηλεκτρονικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των κβαντικών υπολογιστών», λέει ο Yaji. Η εφαρμογή των λεπτοτήτων της κβαντομηχανικής συμπεριφοράς στους υπολογιστές βρίσκεται στην πρώτη γραμμή των προσπαθειών για να μεταφερθούν οι υπολογιστικές δυνάμεις σε άλλο επίπεδο, αλλά μέχρι τώρα οι περισσότερες εξελίξεις περιορίζονταν σε απόκρυφες επιδείξεις παρά σε πρακτικές εφαρμογές. Η γνώση της κατανόησης, του ελέγχου και της οπτικοποίησης του σπιν ηλεκτρονίων θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός.
«Σχεδιάζουμε τώρα να χρησιμοποιήσουμε το μηχάνημά μας για να διερευνήσουμε τις δυνατότητες ανάπτυξης μιας νέας γενιάς συσκευών που βασίζονται στο σπιν ηλεκτρονίων, επειδή θα μας επιτρέψει να εξετάσουμε τις ιδιότητες μικροσκοπικών και δομικά πολύπλοκων δειγμάτων που προηγουμένως κρύβονταν από τα μάτια», καταλήγει ο Yaji.
Περαιτέρω πληροφορίες
Όνομα: Koichiro Yaji
Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών
Email: [προστασία μέσω email]
Χαρτί: https://doi.org/10.1080/27660400.2024.2328206
Σχετικά με την Επιστήμη και την Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών: Μέθοδοι (STAM-M)
Το STAM Methods είναι ένα αδελφό περιοδικό ανοιχτής πρόσβασης του Science and Technology of Advanced Materials (STAM) και εστιάζει σε αναδυόμενες μεθόδους και εργαλεία για τη βελτίωση ή/και την επιτάχυνση των εξελίξεων υλικών, όπως μεθοδολογία, συσκευές, όργανα, μοντελοποίηση, δεδομένα υψηλής απόδοσης συλλογή, πληροφορική υλικών/διαδικασιών, βάσεις δεδομένων και προγραμματισμός. https://www.tandfonline.com/STAM-M
Δρ Yasufumi Nakamichi
Διευθυντής εκδόσεων STAM
Email: [προστασία μέσω email]
Δελτίο τύπου που διανέμεται από την Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Θέμα: Σύνοψη δελτίου τύπου
πηγή: Επιστήμη και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών
Τομείς: Επιστήμη και νανοτεχνολογία
https://www.acnnewswire.com
Από το δίκτυο εταιρικών ειδήσεων της Ασίας
Πνευματικά δικαιώματα © 2024 ACN Newswire. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. Ένα τμήμα του δικτύου εταιρικών ειδήσεων της Ασίας.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90325/
