新的 Nanoscale 现象可能帮助学习太阳能电池和量子计算

Published on September 27, 2010 at 3:59 AM

今天 IBM (NYSE : IBM) 研究员在评定的被评论的日记帐科学发布了突破技术一个唯一原子多久可能暂挂信息,并且产生科学家这个能力记录,学习和 “请形象化”非常在这些原子里面的快速现象。

正第一部电影通过高速摄影表达了移动, IBM 研究的科学家 - Almaden 使用象一个高速照相机的扫描挖洞显微镜快速地记录各自的原子工作情况以速度大约以前可能一百万的次比。 在 1981年 IBM 研究员在苏黎世发明了扫描挖洞显微镜和授予了与诺贝尔奖。

使用 “泵探测”计量技术的 IBM PUMP-PROBE

对更多比二十年 IBM 科学家推进科学限定范围使用扫描挖洞显微镜了解问题根本属性在基本缩放比例,以在比赛更改的创新的浩大的潜在信息存储和计算。

这个能力评定纳秒快速现象开张实验一个新的域科学家的,因为他们可以现在添加维数时间到非常快速更改发生的实验。 要放此到透视图,这个区别在一纳秒和一秒钟之间是大致同样的比较作为一秒钟到 30 年。 极大量的物理发生在那时科学家不可能以前发现。

“IBM 研究小组开发的此技术是分析的小的结构一个非常重要新的功能,并且了解什么发生在短时间缩放比例”,迈克尔 Crommie,加州大学说,伯克利。 “我由概括它的可能性特别地激发对其他系统,例如 photovoltaics,高空间和时间分辨率的组合将帮助我们更好了解多种 nanoscale 进程重要对太阳能,包括充电的光吸收和分隔”。

除允许科学家之外更好了解在太阳能电池的 nanoscale 现象,此突破能用于学习区域例如:

量子计算。 Quantum 计算机是一种完全不同的类型的计算机没一定对传统计算机的二进制本质 - 以潜在执行今天不是可能的先进的计算。 今天突破,科学家将有一个强大的新的方式测试一种新方法的可行性到量子计算通过在表面的基本空转。

信息存储技术。 因为技术处理这个基本缩放比例,科学家测试磁存储器限额。 此突破允许科学家 “看到”原子的电子和磁性并且测试信息是否在一个唯一原子可以可靠被存储。

它如何运作

因为原子的磁性空转更改太快速以至于不能评定直接使用以前提供浏览挖洞显微镜技术,非定常工作情况被记录 stroboscopically,有些类似于技术首先用于今天创建电影,或者象在时间间隔摄影。

使用 “泵探测”计量技术,快速电压脉冲 (泵脉冲) 激发这个原子和随后的更弱的电压脉冲 (探测脉冲) 然后评定原子的磁性的取向在有些时光在励磁以后。 实质上,时延在泵和探测之间设置每个评定的框架时期。 逐步然后变化此延迟,并且平均磁性行动在小规模增量被记录。  为,每次增量,科学家重复交流电压脉冲大约 100,000 次,需要少于一秒钟。

在这个实验,浓厚存款在一块绝缘层上仅一个原子并且铜水晶支持铁原子。 此表面被选择允许原子电子被探查,当保留他们的磁性时。 铁原子然后确定与基本精确度在无磁性的铜原子旁边为了控制铁的交往与附近的原子的当地环境的。 

发生的结构在不同的磁场面前然后被评定表示他们更改他们的磁性取向的速度敏感取决于磁场。 这向显示原子通过数量机械挖洞原子的磁矩放松,原子的磁性可能撤消其方向,无需穿过半成品取向的一个迷人的进程。 此知识可能允许科学家设计原子的磁性寿命使他们更长 (保留他们的磁性状态) 或更短 (换成一种新的磁性状态),需要创建将来的 spintronic 设备。

“此突破允许我们 - 第一次 - 了解信息多久在一个单个原子可以被存储。 在此之外,这个技术有巨大潜在,因为它是可适用的对发生在 nanoscale 的物理的许多类型”,说不愿意的塞巴斯蒂安, IBM 研究。 “IBM 的持续的投资在试探性和根本科学允许我们测试纳米技术巨大潜在信息业的远期的”。

来源: http://www.ibm.com

Last Update: 12. January 2012 02:18

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