Magnetismul influențează mișcările atomice: revoluție în nanotehnologie!

Magnetismul influențează mișcările atomice: revoluție în nanotehnologie!

O nouă descoperire în nanofizică arată că magnetismul poate controla mișcarea atomilor individuali pe suprafețe. Oamenii de știință de la Universitatea Kiel (CAU) și de la Universitatea din Hamburg au descoperit că atomii nu sunt mișcați aleatoriu, ci de-a lungul rândurilor magnetice, ceea ce ar putea avea implicații semnificative pentru știința materialelor și nanotehnologie. Aceste rezultate au fost publicate în revista „Nature Communications”.

În experimentele lor, cercetătorii au folosit un microscop de scanare cu tunel pentru a examina mișcarea atomilor precum cobalt, rodiu și iridiu pe un singur strat de mangan care a fost evaporat pe o suprafață de reniu. Suprafața era ordonată magnetic și avea proprietăți magnetice cunoscute. Experimentele au fost efectuate la temperaturi extrem de scăzute, aproape de zero absolut, ceea ce a furnizat premisele pentru măsurători precise.

Mecanisme de mișcare atomică

Grupul de cercetare a descoperit că atomii expuși la un impuls de curent s-au deplasat într-o direcție specifică, care a fost influențată de proprietățile magnetice ale suprafeței. Acest lucru a fost valabil chiar și pentru atomii nemagnetici, ceea ce indică faptul că interacțiunea dintre atomi și suprafața magnetică este crucială pentru direcția mișcării. Calculele mecanice cuantice efectuate pe supercalculatoare au confirmat că este mai ușor din punct de vedere energetic să se deplaseze de-a lungul rândurilor magnetice.

Aceste rezultate deschid noi posibilități pentru controlul direcționat al mișcărilor atomice. În nanotehnologie, acest lucru ar putea duce la progrese în dezvoltarea semiconductorilor, a catalizatorilor și a nanostructurilor personalizate care pot îndeplini funcții specifice.

Perspective în nanofizică

Universitatea Liberă din Berlin este cunoscută pentru mulți ani de experiență în nanofizică și fizica suprafețelor. Domeniile ei de cercetare variază de la studiul moleculelor ca întrerupătoare și nanomotoare până la materiale cu dimensiuni reduse. Lucrarea științifică se concentrează pe înțelegerea și valorificarea efectelor mecanicii cuantice în sistemele atomice. Aceasta include, printre altele, cercetarea suprafețelor magnetice și dezvoltarea de nanomateriale funcționalizate cu precizie atomică.

Cele mai recente tehnologii din acest domeniu, cum ar fi tunelul de scanare și microscopia cu forță atomică, permit cercetătorilor să manipuleze cu precizie structurile atomice și să studieze în profunzime fenomenele de fizică cuantică. Institutul de Tehnologie din Karlsruhe (KIT) efectuează cercetări teoretice și experimentale pentru a produce noi nanosisteme și a înțelege proprietățile acestora pentru a îmbunătăți componentele electronice.

O varietate de cursuri și seminarii în domeniul nanofizicii oferă studenților și cercetătorilor oportunitatea de a trata subiecte și metode actuale. Aceasta include, de asemenea, prelegeri speciale despre tehnici avansate, cum ar fi microscopia electronică, fizica cu raze X și tehnologiile cuantice.

Descoperirea că magnetismul poate influența mobilitatea atomică ar putea deschide calea pentru dezvoltări inovatoare în știința materialelor și nu numai. Interacțiunile dinamice dintre atomi și suprafețele magnetice ar putea permite noi aplicații în stocarea datelor, nanotehnologiei și dezvoltarea materialelor.

În general, cercetarea arată că direcția și viteza mișcării atomice pot fi controlate mult mai precis în viitor, ceea ce ar putea avea beneficii de anvergură pentru știință și industrie.