Magnetizam utječe na kretanje atoma: revolucija u nanotehnologiji!

Magnetizam utječe na kretanje atoma: revolucija u nanotehnologiji!

Novo otkriće u nanofizici pokazuje da magnetizam može kontrolirati kretanje pojedinačnih atoma na površinama. Znanstvenici sa Sveučilišta Kiel (CAU) i Sveučilišta u Hamburgu otkrili su da se atomi ne pomiču nasumično, već duž magnetskih nizova, što bi moglo imati značajne implikacije na znanost o materijalima i nanotehnologiju. Ovi rezultati objavljeni su u časopisu “Nature Communications”.

U svojim eksperimentima istraživači su koristili skenirajući tunelski mikroskop kako bi ispitali kretanje atoma kao što su kobalt, rodij i iridij na jednom sloju mangana koji je isparen na površinu renija. Površina je bila magnetski uređena i imala je poznata magnetska svojstva. Eksperimenti su provedeni na ekstremno niskim temperaturama blizu apsolutne nule, čime su stvoreni preduvjeti za precizna mjerenja.

Mehanizmi gibanja atoma

Istraživačka skupina otkrila je da su se atomi izloženi pulsu struje kretali u određenom smjeru, na što su utjecala magnetska svojstva površine. To je vrijedilo čak i za nemagnetske atome, što ukazuje da je interakcija između atoma i magnetske površine presudna za smjer kretanja. Kvantno-mehanički proračuni provedeni na superračunalima potvrdili su da je energetski lakše kretati se duž magnetskih nizova.

Ovi rezultati otvaraju nove mogućnosti za ciljanu kontrolu kretanja atoma. U nanotehnologiji to bi moglo dovesti do napretka u razvoju poluvodiča, katalizatora i prilagođenih nanostruktura koje mogu obavljati specifične funkcije.

Uvid u nanofiziku

Slobodno sveučilište u Berlinu poznato je po dugogodišnjoj stručnosti u nanofizici i fizici površina. Njezina područja istraživanja kreću se od proučavanja molekula kao prekidača i nanomotora do niskodimenzionalnih materijala. Znanstveni rad usmjeren je na razumijevanje i iskorištavanje kvantno mehaničkih učinaka u atomskim sustavima. To uključuje, između ostalog, istraživanje magnetskih površina i razvoj funkcionaliziranih nanomaterijala s atomskom preciznošću.

Najnovije tehnologije u ovom području, kao što su skenirajuće tuneliranje i mikroskopija atomske sile, omogućuju istraživačima precizno manipuliranje atomskim strukturama i dubinsko proučavanje fenomena kvantne fizike. Karlsruhe Institute of Technology (KIT) provodi teorijska i eksperimentalna istraživanja za proizvodnju novih nanosustava i razumijevanje njihovih svojstava za poboljšanje elektroničkih komponenti.

Raznovrsni tečajevi i seminari iz područja nanofizike nude studentima i istraživačima mogućnost bavljenja aktualnim temama i metodama. To također uključuje posebna predavanja o naprednim tehnikama kao što su elektronska mikroskopija, fizika X-zraka i kvantne tehnologije.

Otkriće da magnetizam može utjecati na mobilnost atoma moglo bi utrti put inovativnom razvoju u znanosti o materijalima i šire. Dinamičke interakcije između atoma i magnetskih površina mogle bi omogućiti nove primjene u pohrani podataka, nanotehnologiji i razvoju materijala.

Sve u svemu, istraživanje pokazuje da se smjer i brzina kretanja atoma u budućnosti mogu mnogo preciznije kontrolirati, što bi moglo imati dalekosežne koristi za znanost i industriju.