सामग्री विश्लेषण पर एक नया स्पिन

त्सुकुबा, जापान, अप्रैल 17, 2024 - (एसीएन न्यूज़वायर) - जापान में नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर मैटेरियल्स साइंस के शोधकर्ता कोइचिरो याजी और शुनसुके त्सुडा ने किया है विकसित एक उन्नत प्रकार का माइक्रोस्कोप जो सामग्रियों में इलेक्ट्रॉन स्पिन स्थितियों के प्रमुख पहलुओं की कल्पना कर सकता है। इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम यांत्रिक संपत्ति जिसे स्पिन कहा जाता है, हमारी रोजमर्रा की दुनिया में वस्तुओं के स्पिन की तुलना में अधिक जटिल है, लेकिन इलेक्ट्रॉन के कोणीय गति के माप के रूप में इससे संबंधित है। इलेक्ट्रॉनों की स्पिन अवस्थाएं उन सामग्रियों के इलेक्ट्रॉनिक और चुंबकीय व्यवहार पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती हैं जिनका वे हिस्सा हैं।

याजी और त्सुडा द्वारा विकसित तकनीक को इमेजिंग-टाइप स्पिन-रिज़ॉल्यूशन फोटोएमिशन माइक्रोस्कोपी (iSPEM) के रूप में जाना जाता है। यह इलेक्ट्रॉन स्पिन के सापेक्ष संरेखण का पता लगाने के लिए किसी सामग्री में इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रकाश की बातचीत का उपयोग करता है। यह विशेष रूप से इलेक्ट्रॉन स्पिन ध्रुवीकरण पर केंद्रित है - जिस हद तक इलेक्ट्रॉन स्पिन एक विशिष्ट दिशा में सामूहिक रूप से संरेखित होते हैं।

टीम की आईएसपीईएम मशीन में नमूना तैयार करने और उसका विश्लेषण करने के लिए तीन परस्पर जुड़े अल्ट्रा-हाई वैक्यूम कक्ष होते हैं। प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करके नमूने से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं, उपकरण के माध्यम से त्वरित होते हैं, और फिर स्पिन फिल्टर क्रिस्टल के साथ बातचीत करके विश्लेषण किया जाता है। परिणाम छवियों के रूप में प्रदर्शित किए जाते हैं जिनका उपयोग विशेषज्ञ नमूने में इलेक्ट्रॉन स्पिन स्थितियों के बारे में आवश्यक जानकारी प्राप्त करने के लिए कर सकते हैं।

याजी कहते हैं, "पारंपरिक मशीनों की तुलना में, हमारी iSPEM मशीन स्थानिक रिज़ॉल्यूशन में दस गुना से अधिक सुधार के साथ डेटा अधिग्रहण दक्षता में दस हजार गुना सुधार करती है।" "यह उप-माइक्रोमीटर क्षेत्र में पहले से दुर्गम स्तरों पर सूक्ष्म सामग्रियों और उपकरणों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना को चिह्नित करने के लिए जबरदस्त अवसर प्रदान करता है।"

यह प्रगति तेजी से विकसित हो रहे क्षेत्र स्पिनट्रॉनिक्स के हिस्से के रूप में सूचना प्रसंस्करण और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में इलेक्ट्रॉन स्पिन राज्यों के उपयोग में सुधार को बढ़ावा दे सकती है। स्पिंट्रोनिक्स अनुप्रयोगों में, विद्युत चार्ज के पारंपरिक उपयोग के अलावा, इलेक्ट्रॉनों की स्पिन स्थिति का उपयोग जानकारी को संग्रहीत और संसाधित करने के लिए किया जाता है।

याजी कहते हैं, "इससे क्वांटम कंप्यूटर सहित अधिक ऊर्जा-कुशल और तेज़ इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बन सकते हैं।" कंप्यूटिंग में क्वांटम मैकेनिकल व्यवहार की सूक्ष्मताओं को लागू करना कंप्यूटिंग शक्तियों को दूसरे स्तर पर ले जाने के प्रयासों में सबसे आगे है, लेकिन अब तक अधिकांश प्रगति व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बजाय रहस्यमय प्रदर्शनों तक ही सीमित रही है। इलेक्ट्रॉन स्पिन की समझ, नियंत्रण और दृश्य में महारत हासिल करना एक महत्वपूर्ण कदम हो सकता है।

याजी ने निष्कर्ष निकाला, "अब हम नई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉन स्पिन-आधारित उपकरणों को विकसित करने की संभावनाओं की जांच करने के लिए अपनी मशीन का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, क्योंकि यह हमें पहले से छिपे हुए छोटे और संरचनात्मक रूप से जटिल नमूनों के गुणों को देखने देगा।"

अधिक जानकारी के
नाम: कोइचिरो याजी
सामग्री विज्ञान के लिए राष्ट्रीय संस्थान
ईमेल yaji.koichiro@nims.go.jp 

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

उन्नत सामग्रियों के विज्ञान और प्रौद्योगिकी के बारे में: विधियाँ (STAM-M)

STAM मेथड्स साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ एडवांस्ड मैटेरियल्स (STAM) की एक ओपन एक्सेस सिस्टर जर्नल है, और सामग्री के विकास में सुधार और / या तेज करने के लिए उभरती विधियों और उपकरणों पर ध्यान केंद्रित करती है, जैसे कि कार्यप्रणाली, उपकरण, इंस्ट्रूमेंटेशन, मॉडलिंग, हाई-थ्रू पुट डेटा संग्रह, सामग्री / प्रक्रिया सूचना विज्ञान, डेटाबेस और प्रोग्रामिंग। https://www.tandfonline.com/STAM-M 

डॉ यासुफुमी नाकामिची
STAM प्रकाशन निदेशक
ईमेल NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

एशिया रिसर्च न्यूज फॉर साइंस एंड टेक्नोलॉजी ऑफ एडवांस्ड मैटेरियल्स द्वारा वितरित प्रेस विज्ञप्ति।

विषय: प्रेस रिलीज़ सारांश

स्रोत: उन्नत सामग्री का विज्ञान और प्रौद्योगिकी
क्षेत्र: विज्ञान और नैनोटेक

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