Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Νέα Νανοκλίμακα Φαινόμενα Μαΐου Βοήθεια Μελέτη Solar Cells και κβαντικούς υπολογιστές

Published on September 27, 2010 at 3:59 AM

Σήμερα, η IBM (NYSE: IBM) ερευνητές δημοσίευσε μια τεχνική επανάσταση στην κριτές-περιοδικό Science ότι τα μέτρα για πόσο καιρό ένα μόνο άτομο μπορεί να κρατήσει τις πληροφορίες, και δίνοντας στους επιστήμονες τη δυνατότητα να καταγράψει, να μελετήσει και «απεικονίσει» πολύ γρήγορα τα φαινόμενα μέσα σε αυτά τα άτομα.

Ακριβώς όπως το πρώτο κινηματογράφο μεταφέρεται κίνηση μέσω φωτογράφησης υψηλής ταχύτητας, οι επιστήμονες στην IBM Research - Almaden χρησιμοποιούν το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας όπως μια κάμερα υψηλής ταχύτητας για την καταγραφή της συμπεριφοράς των μεμονωμένων ατόμων με ταχύτητα περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο γρήγορα από ό, τι στο παρελθόν δυνατόν . Ερευνητές της IBM στη Ζυρίχη εφευρέθηκε το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας το 1981 και βραβεύτηκαν με το βραβείο Νόμπελ.

IBM PUMP-PROBE Χρησιμοποιώντας μια «αντλία με αισθητήρα" τεχνική μέτρησης

Για περισσότερο από δύο δεκαετίες, επιστήμονες της IBM έχουν πιέζει τα όρια της επιστήμης με το μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας για να καταλάβουμε τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης σε ατομική κλίμακα, με τεράστιες δυνατότητες για παιχνίδι που αλλάζει την καινοτομία στην αποθήκευση των πληροφοριών και υπολογισμού.

Η ικανότητα να μετρήσει νανοδευτερόλεπτο γρήγορη φαινόμενα, ανοίγει μια νέα σφαίρα των πειραμάτων για τους επιστήμονες, δεδομένου ότι μπορεί να προσθέσει τώρα η διάσταση του χρόνου σε πειράματα στα οποία εμφανίζονται εξαιρετικά γρήγορες αλλαγές. Για να το θέσουμε σε προοπτική, η διαφορά μεταξύ ενός nanosecond και ένα δεύτερο είναι για την ίδια σύγκριση με ένα δευτερόλεπτο για 30 χρόνια. Ένα τεράστιο ποσό της φυσικής συμβαίνει κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου που οι επιστήμονες στο παρελθόν δεν μπορούσαν να δουν.

«Η τεχνική αυτή αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα της IBM είναι μια πολύ σημαντική νέα δυνατότητα για τον χαρακτηρισμό μικρές δομές και την κατανόηση τι συμβαίνει σε γρήγορο χρονικές κλίμακες", δήλωσε ο Michael Crommie, University of California, Berkeley. «Είμαι ιδιαίτερα ενθουσιασμένος από τη δυνατότητα της γενίκευσης που σε άλλα συστήματα, όπως τα φωτοβολταϊκά, όπου ένας συνδυασμός υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση, θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα διάφορα νανοκλίμακα διαδικασίες σημαντικές για την ηλιακή ενέργεια, συμπεριλαμβανομένης της απορρόφησης του φωτός και ο διαχωρισμός του τέλους. "

Εκτός από επιτρέποντας στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη νανοκλίμακα φαινόμενα σε ηλιακά κύτταρα, αυτή η σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη τομείς όπως:

Κβαντικούς υπολογιστές. Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι ένα ριζικά διαφορετικό τύπο υπολογιστή - δεν δεσμεύονται να το δυαδικό χαρακτήρα των παραδοσιακών ηλεκτρονικών υπολογιστών - με τη δυνατότητα να εκτελέσει προηγμένες υπολογισμούς που δεν είναι δυνατό σήμερα. Με την ανακάλυψη του σήμερα, οι επιστήμονες θα έχουν ένα ισχυρό νέο τρόπο για να διερευνήσει τη σκοπιμότητα της μια νέα προσέγγιση για κβαντικούς υπολογιστές, μέσω ατομικής περιστροφές σε επιφάνειες.

Τεχνολογίες αποθήκευσης πληροφοριών. Καθώς η τεχνολογία πλησιάζει την ατομική κλίμακα, οι επιστήμονες έχουν να εξερευνήσετε τα όρια της μαγνητικής αποθήκευσης. Αυτή η σημαντική ανακάλυψη επιτρέπει στους επιστήμονες να «δουν» ηλεκτρονικές και μαγνητικές ιδιότητες ενός ατόμου και να διερευνηθεί το κατά πόσο ή όχι πληροφορίες μπορούν να αποθηκευτούν αξιόπιστα σε ένα μόνο άτομο.

Πώς λειτουργεί

Δεδομένου ότι το μαγνητικό spin ενός ατόμου αλλάζει πάρα πολύ γρήγορα να μετρηθούν απευθείας χρησιμοποιώντας ήταν διαθέσιμες στο παρελθόν Scanning Tunneling Microscope τεχνικές, την ώρα που εξαρτώνται από τη συμπεριφορά καταγράφεται stroboscopically, με τρόπο παρόμοιο με τις τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στη δημιουργία κινηματογραφικών ταινιών, ή όπως στη φωτογραφία χρονική σήμερα .

Χρησιμοποιώντας μια «αντλία με αισθητήρα" τεχνική μέτρησης, ένα γρήγορο παλμό τάσης (του παλμού της αντλίας) διεγείρει το άτομο και την επακόλουθη ασθενέστερο παλμό τάσης (τον παλμό καθετήρα) μέτρα τότε ο προσανατολισμός του μαγνητισμού του ατόμου σε έναν ορισμένο χρόνο μετά τη διέγερση. Στην ουσία, η χρονική καθυστέρηση μεταξύ της αντλίας και του αισθητήρα καθορίζεται το χρονικό πλαίσιο της κάθε μέτρησης. Η καθυστέρηση αυτή είναι ποικίλη τότε βήμα-προς-βήμα και το μέσο μαγνητική κίνηση καταγράφεται σε μικρά χρονικά βήματα. Για κάθε αύξηση του χρόνου, οι επιστήμονες επαναλαμβάνουν το εναλλασσόμενο παλμούς τάσης περίπου 100.000 φορές, που διαρκεί λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Στο πείραμα, άτομα σιδήρου είχαν κατατεθεί σε ένα μονωτικό στρώμα μόλις ενός ατόμου παχιά και υποστηρίζεται από ένα κρύσταλλο χαλκού. Αυτή η επιφάνεια επιλέχθηκε για να επιτρέψει στα άτομα να ερωτάται ηλεκτρικά διατηρώντας το μαγνητισμό τους. Τα άτομα του σιδήρου στη συνέχεια τοποθετείται με ατομική ακρίβεια δίπλα σε μη μαγνητικά άτομα του χαλκού, ώστε να ελέγχουν την αλληλεπίδραση του σιδήρου με το τοπικό περιβάλλον των ατόμων γύρω από το ξενοδοχείο.

Η προκύπτουσα δομές ήταν τότε μετράται με την παρουσία των διαφορετικών μαγνητικών πεδίων για να αποκαλύψει ότι η ταχύτητα με την οποία αλλάζουν μαγνητικό προσανατολισμό τους εξαρτάται από ευαισθησία για το μαγνητικό πεδίο. Αυτό έδειξε ότι τα άτομα να χαλαρώσουν μέσω της κβαντικής μηχανικής διάνοιξης σηράγγων της μαγνητικής ροπής του ατόμου, μια ενδιαφέρουσα διαδικασία με την οποία ο μαγνητισμός του ατόμου μπορεί να αντιστρέψει την κατεύθυνσή της, χωρίς να διέρχεται από τους ενδιάμεσους προσανατολισμούς. Αυτή η γνώση μπορεί να επιτρέψει στους επιστήμονες για να κατασκευάσει το μαγνητικό διάρκεια ζωής των ατόμων ώστε να καταστούν πλέον (για να διατηρούν την μαγνητική τους κατάσταση) ή μικρότερη (για να μεταβείτε σε μια νέα μαγνητική κατάσταση), όπως απαιτείται για τη δημιουργία μελλοντικών spintronic συσκευές.

"Αυτή η σημαντική ανακάλυψη allows μας - για πρώτη φορά. - Για να καταλάβουμε πόσο καιρό πληροφορίες μπορούν να αποθηκευτούν σε ένα άτομο atom Πέραν αυτού, η τεχνική έχει μεγάλες δυνατότητες, διότι είναι που ισχύουν για πολλούς τύπους της φυσικής συμβαίνει σε νανοκλίμακα", δήλωσε ο Sebastian Loth , η IBM Research. «Συνεχείς επενδύσεις της IBM στη διερευνητική και των θεμελιωδών επιστημών, μας επιτρέπει να εξερευνήσετε τις μεγάλες δυνατότητες της νανοτεχνολογίας για το μέλλον της πληροφορικής βιομηχανίας."

Πηγή: http://www.ibm.com

Last Update: 8. October 2011 19:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit