Naukowcy przełamania powiązania spinowych i orbitalnych stanach materiału Quantum

, aż do teraz, elektron obraca i orbitale uważano iść w parze z klasą materiałów, które jest fundamentem nowoczesnej technologii informacyjnej; nie można szybko zmienić jeden, bez zmiany innych. Ale nowe badanie pokazuje, że impuls światła laserowego może dramatycznie zmienić stan wirowania jednej ważnej klasy materiałów, pozostawiając jego stan orbitalny nienaruszone.

Do tej pory, elektron obraca i orbitale uważano iść w parze z klasą materiałów, które jest fundamentem nowoczesnej technologii informacyjnej; nie można szybko zmienić jeden, bez zmiany innych. Ale badania w Zakładzie pokazy Stanford Linear Accelerator Center Energy że impuls światła laserowego może dramatycznie zmienić stan wirowania jednej ważnej klasy materiałów, pozostawiając jego stan orbitalny nienaruszone.

Wyniki sugerują nową drogę dla podejmowania przyszłych generacji urządzeń logicznych i pamięci w oparciu o „orbitronics”, powiedział Lingjia Shen, pracownikiem naukowym SLAC i jeden z głównych badaczy do badania.

„Co widzimy w tym systemie jest całkowitym przeciwieństwem tego, co ludzie widzieli w przeszłości,” Shen powiedział. „To zwiększa prawdopodobieństwo, że możemy kontrolować wirowania i stwierdza orbitalne osobno i stosować odmian materiału w kształty orbitali jak 0 i 1 potrzebnych do wykonania obliczeń i przechowywania informacji w pamięci komputera.”

Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez Joshua Turner, naukowiec personelu SLAC i badacza z Instytutu Stanforda Materiałów i Energii Nauki (Simes), poinformował ich wyników w tym tygodniu w Physical Review B Szybkiego Communications.

Intrygujące, złożony materiał

Materiał zespół badany był na bazie tlenku manganu materiał znany jako NSMO Quantum, który znajduje się w bardzo cienkich warstw krystalicznych. To było około trzech lat i znajduje zastosowanie w urządzeniach, w których informacje są przechowywane za pomocą pola magnetycznego, aby przejść z jednego stanu do drugiego spinu elektronowego, w sposób znany jako spintronika. NSMO jest również uważany za obiecującym kandydatem do produkcji komputerów przyszłości i urządzeniach pamięciowych na podstawie skyrmions, maleńka cząstka-jak wiry tworzone przez pola magnetyczne wirujące elektrony.

Reklama

źródło DOE/SLAC National Accelerator Laboratory. "Scientists break the link between a quantum material's spin and orbital states." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200515131911.htm>.