Uusi kierros materiaalianalyysissä

TSUKUBA, Japani, 17. huhtikuuta 2024 – (ACN Newswire) – Japanin kansallisen materiaalitieteen instituutin tutkijat Koichiro Yaji ja Shunsuke Tsuda ovat kehitetty parannettu mikroskoopin tyyppi, joka voi visualisoida materiaalien elektronien spin-tilojen tärkeimmät näkökohdat. Elektronien kvanttimekaaninen ominaisuus, jota kutsutaan spiniksi, on monimutkaisempi kuin esineiden spin jokapäiväisessä maailmassamme, mutta liittyy siihen elektronin kulmamomentin mittana. Elektronien spin-tiloilla voi olla merkittävä vaikutus niiden materiaalien elektroniseen ja magneettiseen käyttäytymiseen, johon ne kuuluvat.

Yajin ja Tsudan kehittämä tekniikka tunnetaan kuvantamistyyppisenä spin-resoluutiona fotoemission mikroskopiana (iSPEM). Se käyttää valon vuorovaikutusta materiaalissa olevien elektronien kanssa elektronien spinien suhteellisen kohdistuksen havaitsemiseen. Se keskittyy erityisesti elektronien spinin polarisaatioon – siihen, missä määrin elektronien spinit ovat kollektiivisesti kohdistettuja tiettyyn suuntaan.

Ryhmän iSPEM-kone koostuu kolmesta toisiinsa yhdistetystä ultrakorkeasta tyhjiökammiosta näytteen valmistelua ja analysointia varten. Elektronit emittoivat näytteestä absorboimalla valoenergiaa, kiihdytetään laitteen läpi ja analysoidaan sitten vuorovaikutuksella spin-suodatinkiteen kanssa. Tulokset näytetään kuvina, joiden avulla asiantuntijat voivat kerätä tarvittavat tiedot näytteen elektronien spin-tiloista.

"Verrattuna perinteisiin koneisiin, iSPEM-koneemme parantaa tiedonkeruun tehokkuutta dramaattisesti kymmenentuhatta kertaa ja yli kymmenen kertaa paremman tilaresoluution", Yaji sanoo. "Tämä tarjoaa valtavia mahdollisuuksia mikroskooppisten materiaalien ja laitteiden elektronisen rakenteen karakterisoimiseen aiemmin saavuttamattomissa olevilla tasoilla alle mikrometrin alueella."

Tämä edistysaskel voisi edistää elektronien spin-tilojen käytön parantamista tietojenkäsittelyssä ja muissa elektronisissa laitteissa osana nopeasti kehittyvää spintroniikka-alaa. Spintroniikkasovelluksissa elektronien spin-tilaa hyödynnetään informaation tallentamiseen ja käsittelyyn perinteisen sähkövarauksen käytön lisäksi.

"Tämä voisi johtaa energiatehokkaampiin ja nopeampiin elektronisiin laitteisiin, mukaan lukien kvanttitietokoneet", Yaji sanoo. Kvanttimekaanisen käyttäytymisen hienouksien soveltaminen tietojenkäsittelyyn on eturintamassa pyrkimyksissä viedä laskentatehot uudelle tasolle, mutta tähän asti useimmat edistysaskeleet ovat rajoittuneet arkaanisiin demonstraatioihin käytännön sovellusten sijaan. Elektronien spinin ymmärtämisen, ohjauksen ja visualisoinnin hallitseminen voisi olla merkittävä askel eteenpäin.

"Aiomme nyt tutkia koneellamme mahdollisuuksia kehittää uuden sukupolven elektronispin-pohjaisia ​​laitteita, koska sen avulla voimme tarkastella pienten ja rakenteellisesti monimutkaisten näytteiden ominaisuuksia, jotka olivat aiemmin piilossa näkyvistä", Yaji päättää.

Lisätietoja
Nimi: Koichiro Yaji
Kansallinen materiaalitutkimuslaitos
Sähköposti: yaji.koichiro@nims.go.jp 

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

Tietoja edistyneiden materiaalien tieteestä ja teknologiasta: menetelmät (STAM-M)

STAM Methods on avoimen pääsyn sisarlehti Science and Technology of Advanced Materials (STAM), ja se keskittyy uusiin menetelmiin ja työkaluihin, joilla parannetaan ja/tai nopeutetaan materiaalien kehitystä, kuten menetelmiä, laitteita, instrumentointia, mallinnusta, korkean läpimenon tietoja kokoelma, materiaalit/prosessi -informaatiot, tietokannat ja ohjelmointi. https://www.tandfonline.com/STAM-M 

Tohtori Yasufumi Nakamichi
STAM-julkaisujohtaja
Sähköposti: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Lehdistötiedote, jonka levittää Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Aihe: Yhteenveto lehdistötiedotteesta

Lähde: Edistyneiden materiaalien tiede ja tekniikka
Alat: Tiede ja nanotekniikka

https://www.acnnewswire.com

Asia Corporate News Network -verkosta

Tekijänoikeus © 2024 ACN Newswire. Kaikki oikeudet pidätetään. Jaettu Asia Corporate News Network.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90325/