دوران جديد في تحليل المواد

تسوكوبا، اليابان، 17 أبريل 2024 – (ACN Newswire) – قام الباحثون كويشيرو ياجي وشونسوكي تسودا في المعهد الوطني لعلوم المواد في اليابان المتقدمة نوع محسّن من المجهر يمكنه تصوير الجوانب الرئيسية لحالات دوران الإلكترون في المواد. إن الخاصية الميكانيكية الكمومية للإلكترونات والتي تسمى الدوران هي أكثر تعقيدًا من دوران الأجسام في عالمنا اليومي ولكنها مرتبطة بها كمقياس للزخم الزاوي للإلكترون. يمكن أن يكون لحالات دوران الإلكترونات تأثير كبير على السلوك الإلكتروني والمغناطيسي للمواد التي تشكل جزءًا منها.

تُعرف التقنية التي طورها ياجي وتسودا باسم الفحص المجهري للانبعاث الضوئي من النوع المغزلي (iSPEM). ويستخدم تفاعل الضوء مع الإلكترونات الموجودة في المادة للكشف عن المحاذاة النسبية لدوران الإلكترون. ويركز بشكل خاص على استقطاب دوران الإلكترون - مدى محاذاة دوران الإلكترون بشكل جماعي في اتجاه معين.

تتكون آلة iSPEM الخاصة بالفريق من ثلاث غرف مفرغة للغاية ومترابطة لإعداد العينة وتحليلها. تنبعث الإلكترونات من العينة عن طريق امتصاص الطاقة الضوئية، وتسريعها من خلال الجهاز، ثم تحليلها من خلال التفاعل مع بلورة مرشح الدوران. يتم عرض النتائج كصور يمكن للخبراء استخدامها لجمع المعلومات الضرورية حول حالات دوران الإلكترون في العينة.

يقول ياجي: "بالمقارنة مع الأجهزة التقليدية، تعمل آلة iSPEM الخاصة بنا على تحسين كفاءة الحصول على البيانات بشكل كبير بمقدار عشرة آلاف مرة، مع تحسن أكثر من عشرة أضعاف في الدقة المكانية". "يوفر هذا فرصًا هائلة لتوصيف البنية الإلكترونية للمواد والأجهزة المجهرية بمستويات لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا في منطقة الميكرومتر الفرعي."

يمكن لهذا التقدم أن يعزز التحسينات في استخدام حالات دوران الإلكترون في معالجة المعلومات والأجهزة الإلكترونية الأخرى، كجزء من المجال سريع التطور المعروف باسم الإلكترونيات السبينية. في تطبيقات الإلكترونيات السبينية، يتم استخدام حالة دوران الإلكترونات لتخزين ومعالجة المعلومات، بالإضافة إلى الاستخدام التقليدي للشحنة الكهربائية.

يقول ياجي: "قد يؤدي هذا إلى أجهزة إلكترونية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأسرع، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر الكمومية". إن تطبيق التفاصيل الدقيقة للسلوك الميكانيكي الكمي على الحوسبة هو في طليعة الجهود المبذولة للارتقاء بقدرات الحوسبة إلى مستوى آخر، ولكن حتى الآن كانت معظم التطورات مقتصرة على العروض التوضيحية الغامضة بدلاً من التطبيقات العملية. إن إتقان فهم دوران الإلكترون والتحكم فيه وتصوره يمكن أن يكون خطوة مهمة إلى الأمام.

ويختتم ياجي قائلًا: "نحن نخطط الآن لاستخدام آلتنا لدراسة إمكانيات تطوير جيل جديد من الأجهزة المعتمدة على دوران الإلكترون، لأنها ستتيح لنا النظر في خصائص عينات صغيرة ومعقدة هيكليًا كانت مخفية سابقًا عن الأنظار".

مزيد من المعلومات
الاسم: كويشيرو ياجي
المعهد الوطني لعلوم المواد
البريد الإلكتروني yaji.koichiro@nims.go.jp 

ورقة: https://doi.org/10.1080/27660400.2024.2328206

حول علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة: الأساليب (STAM-M)

STAM Methods هي مجلة شقيقة للوصول المفتوح لعلوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة (STAM) ، وتركز على الأساليب والأدوات الناشئة لتحسين و / أو تسريع تطوير المواد ، مثل المنهجية ، والأجهزة ، والأجهزة ، والنمذجة ، وبيانات عالية من خلال وضع الجمع والمواد / المعلوماتية العملية وقواعد البيانات والبرمجة. https://www.tandfonline.com/STAM-M 

الدكتور ياسوفومي ناكاميشي
مدير النشر STAM
البريد الإلكتروني NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

بيان صحفي وزعته Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

الموضوع: ملخص البيان الصحفي

المصدر علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة
القطاعات: العلوم وتقنية النانو

https://www.acnnewswire.com

من شبكة أخبار الشركات الآسيوية

حقوق النشر © 2024 ACN Newswire. كل الحقوق محفوظة. قسم من شبكة أخبار الشركات الآسيوية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90325/