Et nyt spin på materialeanalyse

Et nyt spin på materialeanalyse

Tidsstempel: 17. april 2024 kl. 10

TSUKUBA, Japan, 17. april 2024 – (ACN Newswire) – Det har forskere Koichiro Yaji og Shunsuke Tsuda ved National Institute for Materials Science i Japan udviklet en forbedret type mikroskop, der kan visualisere nøgleaspekter af elektronspintilstande i materialer. Den kvantemekaniske egenskab ved elektroner kaldet spin er mere kompleks end genstandes spin i vores daglige verden, men er relateret til det som et mål for en elektrons vinkelmomentum. Elektronernes spintilstande kan have en væsentlig indflydelse på den elektroniske og magnetiske opførsel af de materialer, de er en del af.

Skematisk diagram af iSPEM'en og de billeder, den kan opnå
Skematisk diagram af iSPEM'en og de billeder, den kan opnå

Teknologien udviklet af Yaji og Tsuda er kendt som spin-resolved photoemission microscopy (iSPEM). Den bruger lysets interaktion med elektronerne i et materiale til at detektere den relative justering af elektronspin. Det er især fokuseret på elektronspin-polarisering - i hvilken grad elektronspin er kollektivt justeret i en bestemt retning.

Holdets iSPEM-maskine består af tre indbyrdes forbundne ultrahøjvakuumkamre til forberedelse og analyse af prøven. Elektroner udsendes fra prøven ved at absorbere lysenergi, accelereres gennem apparatet og analyseres derefter ved interaktion med en spin-filterkrystal. Resultaterne vises som billeder, som eksperter kan bruge til at indsamle de nødvendige oplysninger om elektronspintilstandene i prøven.

"Sammenlignet med konventionelle maskiner forbedrer vores iSPEM-maskine drastisk dataopsamlingseffektiviteten med ti tusinde gange, med en mere end ti gange forbedring i rumlig opløsning," siger Yaji. "Dette giver enorme muligheder for at karakterisere den elektroniske struktur af mikroskopiske materialer og enheder på tidligere utilgængelige niveauer i sub-mikrometerområdet."

Dette fremskridt kunne fremme forbedringer i brugen af ​​elektronspin-tilstande i informationsbehandling og andre elektroniske enheder, som en del af det hurtigt udviklende felt kendt som spintronics. I spintronics-applikationer bruges elektronernes spintilstand til at lagre og behandle information ud over den traditionelle brug af elektrisk ladning.

"Dette kan føre til mere energieffektive og hurtigere elektroniske enheder, herunder kvantecomputere," siger Yaji. Anvendelse af kvantemekanisk adfærds finesser på computere er på forkant med bestræbelserne på at tage computerkraft til et andet niveau, men indtil nu har de fleste fremskridt været begrænset til mystiske demonstrationer snarere end praktiske anvendelser. At mestre forståelsen, kontrollen og visualiseringen af ​​elektronspin kan være et væsentligt skridt fremad.

"Vi planlægger nu at bruge vores maskine til at undersøge mulighederne for at udvikle en ny generation af elektronspin-baserede enheder, fordi den vil give os mulighed for at se på egenskaberne af bittesmå og strukturelt komplekse prøver, der tidligere var skjult for øje," slutter Yaji.

Yderligere information
Navn: Koichiro Yaji
National Institute for Materials Science
E-mail: yaji.koichiro@nims.go.jp 

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

Om videnskab og teknologi af avancerede materialer: Metoder (STAM-M)

STAM Methods er et søstertidsskrift med åben adgang til Science and Technology of Advanced Materials (STAM), og fokuserer på nye metoder og værktøjer til at forbedre og/eller accelerere materialeudvikling, såsom metodologi, apparatur, instrumentering, modellering, high-through put data indsamling, materialer/procesinformatik, databaser og programmering. https://www.tandfonline.com/STAM-M 

Dr. Yasufumi Nakamichi
STAM Publishing Director
E-mail: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Pressemeddelelse distribueret af Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.


Emne: Pressemeddelelsesoversigt


Kilde: Videnskab og teknologi af avancerede materialer
Sektorer: Videnskab og nanoteknologi

https://www.acnnewswire.com

Fra Asia Corporate News Network

Ophavsret © 2024 ACN Newswire. Alle rettigheder forbeholdes. En division af Asia Corporate News Network.

Tidsstempel:

Mere fra ACN Newswire