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具有里程碑意義的實(shí)驗(yàn)揭示了鉆石的計算的潛力
第一次,物理學(xué)家已經(jīng)表明,信息可以通過鉆石線流。
在實(shí)驗(yàn)中,電子不流經(jīng)鉆石一樣在傳統(tǒng)電器;相反,他們住在地方和傳遞磁的影響稱為“自旋”彼此的連續(xù)平衡體育觀眾做“波”。
自旋一天可以被用來傳輸數(shù)據(jù)在計算機(jī)circuits-and這個新實(shí)驗(yàn),在俄亥俄州立大學(xué)完成,我們表明,金剛石傳送旋轉(zhuǎn)比大多數(shù)金屬的研究人員先前觀察到的效果。
全球研究人員正努力開發(fā)所謂的“自旋電子學(xué)”,同時可以讓電腦更快和更強(qiáng)大。
鉆石有很多要做時,自旋電子學(xué),首席研究員克里斯·哈梅爾說,俄亥俄州在俄亥俄州立大學(xué)著名學(xué)者在實(shí)驗(yàn)物理。很難、透明、電絕緣,不受環(huán)境污染,抗酸,不加熱半導(dǎo)體一樣。
“基本上,它是惰性的。你不能做任何事情。一個科學(xué)家,鉆石是一種無聊,“除非你訂婚,海默爾說。“但有趣的是想想鉆石將在計算機(jī)工作。”
鉆石的價格標(biāo)簽線并沒有達(dá)到訂婚戒指,哈梅爾的證實(shí)。它的成本僅為100美元,因?yàn)樗怯珊铣傻?而不是自然的,鉆石。
這里的結(jié)果代表了非常小的第一步很長的路上,一天可能導(dǎo)致鉆石晶體管。
但除此之外,這一發(fā)現(xiàn)可以改變研究人員研究自旋,哈梅爾說。
電子達(dá)到不同的自旋狀態(tài)根據(jù)他們spinning-up或向下的方向。哈梅爾的團(tuán)隊把一個小鉆石線在磁共振力顯微鏡檢測到線內(nèi)的自旋狀態(tài)顯示不同模式。
“如果這線是電腦的一部分,它將傳輸信息。毫無疑問,你可以告訴的遠(yuǎn)端絲原始粒子的自旋狀態(tài)的開始,”他說。
通常,鉆石不帶旋轉(zhuǎn),因?yàn)樗奶荚渔i在一起,每個電子堅定地連接到鄰近的電子。研究人員不得不種子與氮原子線為了有未配對電子的自旋。電線每三百萬鉆石含有一個氮原子原子,但這足以使鋼絲進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
實(shí)驗(yàn)工作,因?yàn)槎砗ザ碇萘⒋髮W(xué)物理學(xué)家們能夠觀察到電子自旋比以往規(guī)模較小。他們在顯微鏡聚焦磁場線的各個部分,并發(fā)現(xiàn)他們可以檢測旋轉(zhuǎn)時通過這些部分。
導(dǎo)線測量只有四個微米,寬200納米。為了看到里面,他們設(shè)置電磁線圈在顯微鏡下開關(guān)在微小的幾分之一秒,產(chǎn)生脈沖創(chuàng)建15-nanometer寬(約50-atoms)電子行為的快照。他們知道自旋是流經(jīng)鉆石當(dāng)磁鐵的一個微妙的懸臂微量移動,因?yàn)樗怯稍踊蛘呶蚺懦獾碾娋�,取決于他們的自旋狀態(tài)。
更令人吃驚的是,附近的自旋狀態(tài)持續(xù)了兩倍的時間比在中間線的結(jié)束�；谄胀ǖ膶�(shí)驗(yàn),物理學(xué)家們期望自旋狀態(tài)持續(xù)時間的長度相同,無論在測量。在這種情況下,自旋態(tài)內(nèi)部線持續(xù)了大約15毫秒,和接近尾聲他們持續(xù)了30毫秒。
哈梅爾的研究小組懷疑他們能夠見證這一新的效果部分是因?yàn)樗麄兪侨绾螠?zhǔn)確地放大。集中他們的小窗口觀察的電線,他們目睹了自旋流的只有它能流方向:進(jìn)線。當(dāng)他們沿著線觀察中間,嚴(yán)厲批評的“窗口”清空旋轉(zhuǎn)速度的兩倍,因?yàn)樽孕隣顟B(tài)可以在directions-into和流動線。
“這是一個戲劇性的巨大影響,我們沒有預(yù)期,”海默爾說。
這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了研究人員研究了自旋在過去的70年,哈梅爾解釋說。
“事實(shí)上,旋轉(zhuǎn)可以像這意味著傳統(tǒng)的方式,世界措施旋轉(zhuǎn)動力學(xué)在宏觀層面reconsidered-it實(shí)際上是無效的,”他補(bǔ)充道。
物理學(xué)家必須冷卻線4.2開爾文(約-452華氏度或-269攝氏度)減速旋轉(zhuǎn)和安靜他們敏感的探測器足以讓這幾個旋轉(zhuǎn)檢測。許多進(jìn)步必須在室溫下前效應(yīng)可能被利用。
這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。
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