3D نانوذرات مغناطیسی و اسپین

پس از اختراع خود را در دهه 1930 میکروسکوپ الکترونی کمک کرده اند دانشمندان همکار به ساختار اتمی از مواد معمولی مانند جراحی و حتی عجیب و غریب گرافن. اما با وجود این پیشرفت از جمله تکنیک های تصویر برداری نمی تواند دقیقا نقشه 3D ساختار اتمی مواد در یک محلول مایع مانند یک کاتالیزور در یک هیدروژن سلول های سوخت و یا الکترولیت در باتری اتومبیل.

در حال حاضر محققان در آزمایشگاه برکلی با همکاری موسسه علوم پايه در کره جنوبی, دانشگاه موناش در استرالیا و UC برکلی یک تکنیک توسعه یافته اند که تولید اتمی در مقیاس تصاویر 3D از نانوذرات غلت در مایع بین ورق گرافن نازکترین ماده ممکن است. یافته های خود را گزارش کرده بودند 2 آوریل در مجله علم.

“این هیجان انگیز است نتیجه. ما در حال حاضر می تواند اندازه گیری اتمی موقعیت خود را در سه بعد را به دقت شش بار کوچکتر از هیدروژن کوچکترین اتم” گفت: مطالعه همکاری نویسنده پیتر Ercius کارکنان دانشمند در برکلی آزمایشگاه مولکولی ریخته گری.

این تکنیک به نام 3D SINGLE (ساختار شناسایی نانوذرات با گرافن مایع همراه ميکروسکوپ الکترونی) استخدام یکی از قدرتمند ترین جهان میکروسکوپ در برکلی آزمایشگاه مولکولی ریخته گری. محققان اسیر هزاران نفر از تصاویر هشت نانوذرات پلاتین “به دام افتاده” در مایع بین دو ورق گرافن — به نام “گرافن پنجره.”

این graphene sheets-هر یک فقط یک اتم ضخامت — در حال “به اندازه کافی قوی حاوی جیب کوچک از مایع لازم برای به دست آوردن تصاویر با کیفیت بالا از نانوذرات’ اتمی آرایش” Ercius توضیح داد.

سپس محققان اقتباس کامپیوتر الگوریتم در اصل طراحی شده برای مطالعات بیولوژیکی به ترکیب بسیاری از تصاویر 2D به اتمی-وضوح تصاویر 3D.

این دستاورد که باعث بهبود پس از یک تکنیک برای اولین بار در گزارش 2015, نشانه یک نقطه عطف مهم برای محققان است. “با 3D تک ما می تواند تعیین کند که چرا چنین کوچک نانوذرات در حال کارآمد تر کاتالیزور نسبت به آنهایی که بزرگتر در سلول های سوختی و هیدروژن در وسایل نقلیه” Ercius گفت.

Fine-Tuning مغناطیسی چرخش سریع تر و کوچکتر حافظه دستگاه

بر خلاف مواد مغناطیسی استفاده می شود برای ایجاد یک حافظه معمولی دستگاه antiferromagnets نمی خواهد چوب به یخچال شما. که چون مغناطیسی چرخش در antiferromagnets هستند مخالف تراز وسط قرار دارد و لغو هر یک از دیگر.

دانشمندان از مدت استدلال که antiferromagnets را بالقوه به عنوان مواد فوق سریع پایدار خاطرات. اما هیچ کس نمی تواند کشف کردن که چگونه به دستکاری مغناطیسی برای خواندن و نوشتن اطلاعات در حافظه دستگاه.

در حال حاضر یک تیم از محققان در آزمایشگاه برکلی و دانشگاه برکلی مشغول به کار در مرکز رمان مسیر کوانتومی به انسجام در مواد انرژی مرزی مرکز تحقیقات بودجه توسط وزارت انرژی را توسعه داده اند یک پادفرومغناطيس سوئیچ برای کامپیوتر حافظه و پردازش برنامه های کاربردی. یافته های خود را منتشر شده در مجله طبیعت موادرا برای مفاهیم بیشتر miniaturizing محاسبات و دستگاه های الکترونیک شخصی بدون از دست دادن عملکرد.

با استفاده از یک focused ion beam ابزار در برکلی آزمایشگاه مولکولی ریخته گری دانشمندان-به رهبری جیمز Analytis یک دانشکده دانشمند در برکلی آزمایشگاه مواد, علوم بخش و دانشیار و Kittel صندلی از فیزیک ماده چگال در دانشگاه برکلی — ساخته شده در این دستگاه از اتمی ورق های نازک از نیوبیوم دی سولفید انتقال فلز dichalcogenide (TMD). به شکل یک پادفرومغناطيس TMD آنها سنتز لایه از اتم آهن بین هر نیوبیوم دی سولفید ورق.

مطالعه همکاری نویسنده Nityan Nair و Eran Maniv کشف کردند که استفاده از کوچک پالس جریان الکتریکی می چرخد می چرخد از antiferromagnet که به نوبه خود سوئیچ مواد مقاومت از بالا به پایین است.

به تعجب خود را, آنها همچنین دریافتند که “این مغناطیسی چرخش را می توان بدبختانه یا دستکاری با اعمال جریان در حدود 100 برابر کمتر از کسانی که مورد استفاده در سایر مواد مشابه با پاسخ گفت:” Analytis.

محققان بعدی برنامه ریزی برای آزمون های مختلف پادفرومغناطيس TMDs به امید شناسایی یک سیستم است که در عمل در دمای اتاق و در نتیجه توسعه بیشتر زمینه چرخش مبتنی بر الکترونیک یا spintronics جایی که اطلاعات منتقل شده توسط الکترون’ مغناطیسی اسپین.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im