Магнетизмът влияе върху движението на атомите: революция в нанотехнологиите!

Магнетизмът влияе върху движението на атомите: революция в нанотехнологиите!

Нов пробив в нанофизиката показва, че магнетизмът може да контролира движението на отделни атоми върху повърхности. Учени от университета Кил (CAU) и университета в Хамбург са открили, че атомите не се движат произволно, а по магнитни редове, което може да има значителни последици за науката за материалите и нанотехнологиите. Тези резултати са публикувани в списание „Nature Communications“.

В своите експерименти изследователите са използвали сканиращ тунелен микроскоп, за да изследват движението на атоми като кобалт, родий и иридий върху един слой манган, който е изпарен върху рениева повърхност. Повърхността беше магнитно подредена и имаше известни магнитни свойства. Експериментите бяха проведени при изключително ниски температури, близки до абсолютната нула, което създаде предпоставки за прецизни измервания.

Механизми на движение на атомите

Изследователската група установи, че атомите, изложени на импулс от ток, се движат в определена посока, която е повлияна от магнитните свойства на повърхността. Това беше вярно дори за немагнитни атоми, което показва, че взаимодействието между атомите и магнитната повърхност е от решаващо значение за посоката на движение. Квантово-механичните изчисления, извършени на суперкомпютри, потвърдиха, че е енергийно по-лесно да се движите по магнитните редове.

Тези резултати отварят нови възможности за целенасочен контрол на атомните движения. В нанотехнологиите това може да доведе до напредък в разработването на полупроводници, катализатори и персонализирани наноструктури, които могат да изпълняват специфични функции.

Прозрения в нанофизиката

Свободният университет в Берлин е известен с дългогодишния си опит в нанофизиката и повърхностната физика. Нейните изследователски области варират от изследването на молекули като превключватели и наномотори до нискоразмерни материали. Научната работа се фокусира върху разбирането и овладяването на квантово-механичните ефекти в атомните системи. Това включва, наред с други неща, изследвания на магнитни повърхности и разработване на функционализирани наноматериали с атомна точност.

Най-новите технологии в тази област, като сканиращо тунелиране и атомно-силова микроскопия, позволяват на изследователите да манипулират прецизно атомните структури и да изучават в дълбочина феномените на квантовата физика. Технологичният институт в Карлсруе (KIT) провежда теоретични и експериментални изследвания за създаване на нови наносистеми и разбиране на техните свойства за подобряване на електронните компоненти.

Разнообразие от курсове и семинари в областта на нанофизиката предлагат на студентите и изследователите възможност да се занимават с актуални теми и методи. Това включва и специални лекции за съвременни техники като електронна микроскопия, рентгенова физика и квантови технологии.

Откритието, че магнетизмът може да повлияе на атомната мобилност, може да проправи пътя за иновативни разработки в науката за материалите и извън нея. Динамичните взаимодействия между атомите и магнитните повърхности могат да позволят нови приложения в съхранението на данни, нанотехнологиите и разработването на материали.

Като цяло изследването показва, че посоката и скоростта на движение на атомите могат да се контролират много по-прецизно в бъдеще, което може да има далечни ползи за науката и индустрията.