Закрученный углерод для электроники будущего

Новое научное открытие может иметь важное значение для наноэлектроных компонентов.

Ученые из Центра наноисследований в институте Нильса Бора, Копенгагенский университет, в сотрудничестве с японскими учеными показали, как электроны на тонких трубках графита демонстрируют уникальное взаимодействие  между их движением и приложенным магнитным полем — так называемый спин.

Открытие прокладывает путь к беспрецедентному контролю за спином электронов и может оказать существенное влияние на применение основанной на спине наноэлектроники.

Результаты исследовнаия были опубликованы в издании Nature Physics.

Углерод — совершенно универсальный элемент. Он является основным строительным блоком в живых организмах, а также одним из самых красивых и твердых материалов (алмаз). Также в карандашах углерод присутствует в форме графита.

У углерода есть большой потенциал использования в качестве основы для компьютеров будущего, поскольку компоненты могут изготавливаться из плоских слоев графита толщиной в один атом. Впервые ученые получили такой графит в лаборатории в 2004 году, а в прошлом году за него была вручена Нобелевская премия по физике.

Помимо напряжения все электроны обладают приложенным магнитным полем — так называемым спином. Кто-то может предположить, что все электроны переносят с собой крошечный магнит. Спин электрона обладает большим потенциалом как основа для будущих компьютерных чипов, однако их разработке до сих пор мешало то, что спином трудно управлять и измерять его.

В плоском графитовом слое движение электронов не затрагивает спин, а потому графит сначала не был очевидным кандидатом для электроники на основе спина.

Новый спин в закрученном углероде

«Наши результаты показали, что если слой графита закручен в трубку с диаметром всего несколько нанометров, спин отдельных электронов внезапно поддается влиянию движения электронов. Когда электроны в нанотрубке формируют простые круги вокруг нее, все спины в итоге поворачиваются в том же направлении, что и сама трубка», пояснили ученые Томас Санд Джесперсен и Каспер Гроув-Расмуссен из Центра наноисследований и института Нильса Бора.

Ранее ученые предположили, что это явление может иметь место лишь в случае с одинарным электроном на идеальной углеродной нанотрубке, которая плавает свободно в вакууме — достаточно трудная для понимания ситуация. Теперь результаты исследований показывают, что подобное совмещение встречается чаще с произвольным количеством электронов на углеродных трубках с дефектами и примесями, которые всегда присутствуют в реальных, а не предполагаемых условиях.

Взаимодействие между движением и спином измерялось с помощью пропущенного через нанотрубку тока, где количеством электронов можно управлять индивидуально. Два датских ученых пояснили, что им удалось показать, как можно управлять силой эффекта и даже отключить его совсем, выбрав корректное количество электронов. Открытие делает возможным целый диапазон новых возможностей для управления и применения спина.

Уникальные свойства углерода

Другие вещества, такие как золото, например, также обладают значительным влиянием на направление спина, но поскольку движение нерегулярно, достичь контроля над спином не удается. Углерод и здесь отличается от других материалов, обладая уникальными свойствами, которые столь важны для будущей наноэлектроники.

24.01.2011


Подписаться в Telegram



Нано

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса