Нанофизики обнаружили неожиданный магнитный эффект

Испанские и американские физики, изучающие наноэлектронику, выяснили, что размер имеет-таки значение, когда речь заходит о прогнозе поведения электрических контактов толщиной в атом.

В новом исследовании, опубликованном в издании Nature, физики из университета Аликанте в Испании и университета Райс в Хьюстоне обнаружили, что атомные контакты, сделанные из ферромагнитных металлов, таких как железо, кобальт и никель, ведут себя иначе, чем те, что применяются в современных электронных устройствах.

«Мы выяснили, что последний атом в самом конце ряда ведет себя иначе, чем мы ожидали», сообщил соавтор исследования Даг Нательсон, адъюнкт-профессор физики и астрономии университета Райс. „Оказывается, изменяя размер этих металлов, мы действительно можем изменить и их свойства“.

Результаты исследования основаны на эффекте Кондо, одном из наиболее часто и полно изученных феноменов магнитных материалов. Раньше, на заре развития электромагнетизма, ученые знали, что нормальные металлы, например, медь, лучше проводят электричество, когда охлаждаются. Но в 1930-х ученые обнаружили, что добавление даже незначительного объема ферромагнитных металлов, например, железа, нейтрализует данное правило. В 1960-х японский физик Юн Кондо объяснил этот эффект: охлаждаясь, в нормальных металлах снижается частота колебаний атомов и, как следствие, понижается электрическое сопротивление. Мобильные электроны в металлах обычно имеют тенденцию менять спин в направлении, противоположном спину электронов магнитного атома. А потому при низкой температуре электрон, перемещающийся за ферромагнитной примесью, будет транспонировать спин и отклоняться от заданного курса. Это объясняет, почему даже крошечные ферромагнитные примеси могут повысить электрическое сопротивление, несмотря на дальнейшее охлаждение.

Ученые не ожидали, что эффект Кондо будет играть какую-либо роль в проводах и контактах, сделанных полностью из ферромагнитных металлов, таких как железо, кобальт и никель. Соавторы исследования Мария Рейес Кальво и Карлос Юнтайд проводили эксперимент в лаборатории в 2008 году. Кальво, аспирант, работал с ферромагнитными контактами толщиной в атом, которые были созданы путем снижения и поднятия кончика сканирующего туннельного микроскопа на поверхности.

Юнтайд знал, что Нательсон работал с системами подобного же размера, но изготовленными другим способом, путем укладки металла на плоской поверхности. А потому Юнтайд договорился с правительством Испании о туристическом гранте, и Нательсон согласился понаблюдать за исследованием, которое предстояло провести Кальво в университете Райс.

Рейес действовала очень быстро, и в течение нескольких недель она освоила технику, чтобы сделать соединение атомной ширины“, сказал Нательсон. „Она провела множество экспериментов на соединениях, сделанных из кобальта и никеля, и мы наконец увидели тот же эффект Кондо, который она наблюдала в Испании“.

Соавторы исследования Джоакин Фернандес-Россье и Хуан Хосе Паласио из университета Аликанте, а также Дэвид Якоб из университета Рутгерс, привели теоретическое обоснование для объяснения неожиданного эффекта. Нательсон заявил, что данное открытие — очередной пример уникального эффекта, характеризующего нанотехнологии.

Инженеры, проектируя что-то   на атомном уровне, должны помнить, что здесь вступают в силу совсем другие эффекты“, заключил Нательсон.

04.05.2009


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
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
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
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
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
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
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