Magnetizmas daro įtaką atominiams judėjimams: nanotechnologijų revoliucija!

Magnetizmas daro įtaką atominiams judėjimams: nanotechnologijų revoliucija!

Naujas nanofizikos proveržis rodo, kad magnetizmas gali kontroliuoti atskirų atomų judėjimą paviršiuose. Kylio universiteto (CAU) ir Hamburgo universiteto mokslininkai išsiaiškino, kad atomai juda ne atsitiktinai, o išilgai magnetinių eilučių, o tai gali turėti reikšmingos įtakos medžiagų mokslui ir nanotechnologijoms. Šie rezultatai buvo paskelbti žurnale „Nature Communications“.

Savo eksperimentuose mokslininkai naudojo skenuojantį tunelinį mikroskopą, kad ištirtų atomų, tokių kaip kobaltas, rodis ir iridis, judėjimą viename mangano sluoksnyje, kuris buvo išgarintas ant renio paviršiaus. Paviršius buvo magnetiškai sutvarkytas ir turėjo žinomų magnetinių savybių. Eksperimentai buvo atlikti itin žemoje temperatūroje, artimoje absoliučiam nuliui, o tai sudarė prielaidas tiksliems matavimams.

Atominio judėjimo mechanizmai

Tyrimo grupė nustatė, kad srovės impulsu veikiami atomai judėjo tam tikra kryptimi, o tai turėjo įtakos paviršiaus magnetinės savybės. Tai galiojo net nemagnetiniams atomams, o tai rodo, kad atomų ir magnetinio paviršiaus sąveika yra labai svarbi judėjimo krypčiai. Superkompiuteriais atlikti kvantiniai mechaniniai skaičiavimai patvirtino, kad energetiškai lengviau judėti magnetinėmis eilėmis.

Šie rezultatai atveria naujas galimybes tikslingai valdyti atominius judesius. Nanotechnologijoje tai gali lemti pažangą kuriant puslaidininkius, katalizatorius ir pritaikytas nanostruktūras, galinčias atlikti specifines funkcijas.

Nanofizikos įžvalgos

Berlyno laisvasis universitetas yra žinomas dėl savo ilgametės patirties nanofizikos ir paviršiaus fizikos srityse. Jos tyrimų sritys svyruoja nuo molekulių kaip jungiklių ir nanomotorių iki mažų matmenų medžiagų tyrimo. Moksliniame darbe pagrindinis dėmesys skiriamas kvantinio mechaninio poveikio atominėse sistemose supratimui ir panaudojimui. Tai, be kita ko, apima magnetinių paviršių tyrimus ir funkcionalizuotų nanomedžiagų kūrimą atominiu tikslumu.

Naujausios šios srities technologijos, tokios kaip skenuojantis tuneliavimas ir atominės jėgos mikroskopija, leidžia tyrėjams tiksliai manipuliuoti atominėmis struktūromis ir nuodugniai ištirti kvantinės fizikos reiškinius. Karlsruhe technologijos institutas (KIT) atlieka teorinius ir eksperimentinius tyrimus, siekdamas sukurti naujas nanosistemas ir suprasti jų savybes, skirtas elektroniniams komponentams tobulinti.

Įvairūs kursai ir seminarai nanofizikos srityje suteikia studentams ir mokslininkams galimybę nagrinėti aktualias temas ir metodus. Tai taip pat apima specialias paskaitas apie pažangias technologijas, tokias kaip elektronų mikroskopija, rentgeno fizika ir kvantinės technologijos.

Atradimas, kad magnetizmas gali turėti įtakos atominiam judumui, gali sudaryti sąlygas naujoviškiems medžiagotyros ir ne tik mokslams. Dinaminė atomų ir magnetinių paviršių sąveika gali suteikti naujų duomenų saugojimo, nanotechnologijų ir medžiagų kūrimo programų.

Apskritai, tyrimai rodo, kad atomų judėjimo kryptis ir greitis ateityje gali būti kontroliuojami daug tiksliau, o tai gali turėti didelės naudos mokslui ir pramonei.