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Los Nuevos Fenómenos de Nanoscale Pueden Ayudar A Estudiar las Células Solares y Calcular de Quantum

Published on September 27, 2010 at 3:59 AM

Hoy IBM (NYSE: Los investigadores de IBM) publicaron una técnica del descubrimiento en la Ciencia par-revisada del gorrón que mide cuánto tiempo un único átomo puede llevar a cabo la información, y dando a científicos la capacidad de registrar, estudiar y “visualice” los fenómenos extremadamente rápidos dentro de estos átomos.

Apenas como las primeras películas transportaron el movimiento con fotografía de alta velocidad, los científicos en la Investigación de IBM - Almaden está utilizando el Microscopio el Hacer Un Túnel de la Exploración como una cámara de alta velocidad para registrar el comportamiento de átomos individuales a una velocidad cerca de un millón veces más rápidamente que previamente posibles. Los investigadores de IBM en Zurich inventaron el Microscopio el Hacer Un Túnel de la Exploración en 1981 y fueron concedidos con el Premio Nobel.

IBM PUMP-PROBE Usando una técnica de medición de la “bomba-antena”

Para más de dos científicos de IBM de las décadas han estado activando los límites de la ciencia usando el Microscopio el Hacer Un Túnel de la Exploración para entender las propiedades fundamentales de la materia en la escala atómica, con el potencial extenso para la innovación juego-cambiante en almacenamiento y el cómputo de información.

La capacidad de medir fenómenos nanosegundo-rápidos abre un nuevo reino de los experimentos para los científicos, puesto que pueden ahora agregar la dimensión del tiempo a los experimentos en los cuales los cambios extremadamente rápidos ocurren. Para poner esto en perspectiva, la diferencia entre un nanosegundo y un segundo es comparación casi igual como un segundo a 30 años. Una inmensa cantidad de la física suceso durante ese tiempo que los científicos no podrían ver previamente.

“Esta técnica desarrollada por el equipo de Investigación de IBM es una nueva capacidad muy importante para caracterizar las pequeñas estructuras y entendiendo qué está suceso en escala de tiempo rápida,” dijo a Michael Crommie, Universidad de California, Berkeley. “La posibilidad de generalizarla Me excito determinado a otros sistemas, tales como photovoltaics, donde una combinación de la alta resolución espacial y de tiempo nos ayudará a entender mejor los diversos procesos del nanoscale importantes para la energía solar, incluyendo la absorción de la luz y la separación de carga.”

Además de permitir que los científicos entiendan mejor los fenómenos del nanoscale en células solares, este descubrimiento se podía utilizar a las áreas de estudio por ejemplo:

El calcular de Quantum. Los ordenadores de Quantum son un tipo radicalmente diverso de ordenador - no limitado a la naturaleza binaria de ordenadores tradicionales - con el potencial de realizar los cómputos avanzados que no son posibles hoy. Con descubrimiento de hoy, los científicos tendrán una nueva manera potente de explorar la viabilidad de un nuevo enfoque a calcular de quantum con barrenas atómicas en superficies.

Tecnologías de almacenamiento de la Información. Pues la tecnología se acerca a la escala atómica, los científicos han estado explorando los límites de almacenamiento magnético. Este descubrimiento permite a científicos “considera” las propiedades electrónicas y magnéticas de un átomo y las explora independientemente de si la información se puede salvar seguro en un único átomo.

Cómo Trabaja

Puesto Que la barrena magnética de un átomo cambia demasiado rápido para medir directamente el usar de previamente disponible Explorando técnicas del Microscopio el Hacer Un Túnel, el comportamiento dependiente del tiempo se registra stroboscopically, de una forma similar a las técnicas primero usadas en crear películas, o como a tiempo fotografía del lapso hoy.

Usando una técnica de medición de la “bomba-antena”, un pulso de voltaje rápido (el pulso de la bomba) excita el átomo y un pulso de voltaje más débil subsiguiente (el pulso de la antena) entonces mide la orientación del magnetismo del átomo en cierto rato después de la excitación. Esencialmente, el de retraso de tiempo entre la bomba y la antena fija la época del bastidor de cada medición. Este retraso entonces se varía paso a paso y el movimiento magnético medio se registra en incrementos de poca monta.  Para cada vez que el incremento, los científicos relanza los pulsos del voltaje alterno cerca de 100.000 veces, que tarda menos de un segundo.

En el experimento, los átomos del hierro fueron depositados sobre una capa que aislaba solamente un átomo densamente y utilizados en un cristal de cobre. Esta superficie fue seleccionada para permitir que los átomos sean sondados eléctricamente mientras que conservaba su magnetismo. Los átomos del hierro entonces fueron colocados con la precisión atómica al lado de los átomos de cobre diamagnéticos para controlar la acción recíproca del hierro con el ambiente local de átomos próximos. 

Las estructuras resultantes entonces fueron medidas en presencia de diversos campos magnéticos para revelar que la velocidad a la cual cambian su orientación magnética depende sensible del campo magnético. Esto mostró que los átomos se relajan mediante hacer un túnel mecánico del quantum del momento magnético del átomo, un proceso intrigante por el cual el magnetismo del átomo puede invertir su dirección sin el paso con orientaciones intermedias. Este conocimiento puede permitir que los científicos dirijan el curso de la vida magnético de los átomos para hacerlos más largos (conservar su estado magnético) o más cortos (cambiar a un nuevo estado magnético) según las necesidades para crear los dispositivos spintronic futuros.

“Este descubrimiento permite que - por primera vez - entendamos cuánto tiempo la información se puede salvar en un átomo individual. Más Allá de esto, la técnica tiene gran potencial porque es aplicable a muchos tipos de la física suceso en el nanoscale,” dijo Sebastian Reacio, IBM Investiga. La “inversión continuada de IBM en ciencia exploratoria y fundamental permite que exploremos el gran potencial de la nanotecnología para el futuro de la Industria de IT.”

Fuente: http://www.ibm.com

Last Update: 12. January 2012 02:42

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