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

De Nieuwe Fenomenen Nanoscale Mogen Helpen Zonnecellen en Quantum Gegevensverwerking Bestuderen

Published on September 27, 2010 at 3:59 AM

Vandaag IBM (NYSE: IBM) de onderzoekers publiceerden een doorbraaktechniek in de peer-herzien dagboekWetenschap die meet hoe lang één enkel atoom informatie, en het geven van wetenschappers de capaciteit kan houden om te bestuderen en uiterst snelle fenomenen binnen deze atomen te registreren, „visualiseren“.

Enkel aangezien de eerste films beweging door hoge snelheidsfotografie vervoerden, wetenschappers bij het Onderzoek van IBM - Almaden gebruikt de Een Tunnel Gravende Microscoop van het Aftasten zoals een hoge snelheidscamera om het gedrag van individuele atomen bij een snelheid over één miljoen keer sneller te registreren dan eerder mogelijk. Onderzoekers van IBM in Zürich vonden de Een Tunnel Gravende Microscoop van het Aftasten in 1981 uit en werden toegekend met de Nobelprijs.

De pomp-SONDE die van IBM een „pomp-sonde“ metingstechniek Gebruiken

Voor meer dan twee decennia hebben de wetenschappers van IBM de grenzen van wetenschap gebruikend de Een Tunnel Gravende Microscoop van het Aftasten geduwd om de fundamentele eigenschappen van kwestie bij de atoomschaal, met enorm potentieel voor spel-veranderende innovatie in informatieopslag en berekening te begrijpen.

De capaciteit om nanoseconde-snelle fenomenen te meten opent een nieuw koninkrijk van experimenten voor wetenschappers, aangezien zij de afmeting van tijd aan experimenten kunnen nu toevoegen waarin de uiterst snelle veranderingen zich voordoen. Om dit in perspectief te zetten, is het verschil tussen één nanoseconde en één seconde over de zelfde vergelijking zoals één seconde aan 30 jaar. Een immense hoeveelheid fysica gebeurt tijdens die tijd dat de wetenschappers eerder niet konden zien.

„Deze techniek die door het onderzoeksteam Van IBM is wordt een zeer belangrijk nieuw vermogen voor het kenmerken van kleine structuren en het begrip ontwikkeld van wat bij snelle tijdschalen,“ bovengenoemde Michael Crommie, Universiteit van Californië, Berkeley gebeurt. „Ik word in het bijzonder opgewekt door de mogelijkheid om het aan andere systemen, zoals photovoltaics te veralgemenen, waar een combinatie van hoge ruimte en tijdresolutie ons zal helpen om diverse nanoscaleprocessen beter te begrijpen belangrijk voor zonne-energie, met inbegrip van lichtabsorptie en scheiding van last.“

Naast het toestaan van wetenschappers om de nanoscalefenomenen in zonnecellen beter te begrijpen, zou deze doorbraak aan studiegebieden zoals kunnen worden gebruikt:

Quantum gegevensverwerking. De Quantum computers zijn een radicaal verschillend type van computer - verbindend niet aan de binaire aard van traditionele computers - met het potentieel om geavanceerde berekeningen uit te voeren die niet vandaag mogelijk zijn. Met de doorbraak van vandaag, zullen de wetenschappers een krachtige nieuwe manier hebben om de haalbaarheid van een nieuwe benadering van quantum te onderzoeken gegevens verwerkend door atoomrotaties op oppervlakten.

De opslagtechnologieën van de Informatie. Aangezien de technologie de atoomschaal nadert, hebben de wetenschappers de grenzen van magnetische opslag onderzocht. Deze doorbraak staat wetenschappers toe de elektronische en magnetische eigenschappen van een atoom „zien“ en onderzoeken al dan niet de informatie betrouwbaar kan worden opgeslagen over één enkel atoom.

Hoe het Werkt

Aangezien de magnetische rotatie van een atoom te verandert snel om direct het gebruiken van de eerder beschikbare het Een Tunnel Graven van het Aftasten te meten technieken van de Microscoop, wordt time-dependent gedrag stroboscopically, in een manier gelijkend op de technieken die eerst in vandaag het creëren van films, of zoals geregistreerd in time tijdspannefotografie worden gebruikt.

Gebruikend een „pomp-sonde“ metingstechniek, wekt een snelle voltageimpuls (de pompimpuls) het atoom op en een verdere zwakkere voltageimpuls (de sondeimpuls) meet dan de richtlijn van het magnetisme van het atoom in een bepaalde tijd na opwinding. In wezen, plaatsen de tijdvertraging tussen de pomp en de sonde de frame tijd van elke meting. Deze vertraging is stap voor stap dan gevarieerd en de gemiddelde magnetische motie wordt geregistreerd in kleine tijdtoename.  Voor telkens als de toename, de wetenschappers de afwisselend voltageimpulsen over 100.000 keer herhaalt, wat minder dan één seconde vergt.

In het experiment, werden de ijzeratomen gedeponeerd op een het isoleren laag slechts één atoom dik en werden gesteund op een koperkristal. Deze oppervlakte werd geselecteerd om de atomen toe te laten om elektrisch worden gesondeerd terwijl het behouden van hun magnetisme. De ijzeratomen werden toen geplaatst met atoomprecisie naast niet-magnetische koperatomen om de interactie van het ijzer met het lokale milieu van nabijgelegen atomen te controleren. 

De resulterende structuren werden toen gemeten in aanwezigheid van verschillende magnetisch velden om te openbaren dat de snelheid waarbij zij hun magnetische richtlijn veranderen gevoelig van het magnetisch veld afhangt. Dit toonde aan dat de atomen door middel van het quantum mechanische een tunnel graven van het magnetische ogenblik van het atoom, een intrigerend proces ontspannen waardoor het magnetisme van het atoom zijn richting kan omkeren zonder het overgaan door middenrichtlijnen. Deze kennis kan wetenschappers toestaan om het magnetische leven van de atomen te bouwen om hen langer (om hun magnetische staat te behouden) of korter te maken (om op een nieuwe magnetische staat over te schakelen) zoals nodig om toekomstige spintronic apparaten te creëren.

„Deze doorbraak staat ons toe - voor het eerst - om te begrijpen hoe lang de informatie in een individueel atoom kan worden opgeslagen. Voorbij dit, heeft de techniek groot potentieel omdat het op vele soorten fysica die op nanoscale gebeuren van toepassing is,“ bovengenoemde Afkerige Sebastian, het Onderzoek van IBM. „Staat de voortdurende investering van IBM in oriënterende en fundamentele wetenschap ons toe om het grote potentieel van nanotechnologie voor de toekomst van de industrie van IT te onderzoeken.“

Bron: http://www.ibm.com

Last Update: 12. January 2012 02:20

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