En ny spin på materialanalys

TSUKUBA, Japan, 17 april 2024 – (ACN Newswire) – Det har forskarna Koichiro Yaji och Shunsuke Tsuda vid National Institute for Materials Science i Japan utvecklade en förbättrad typ av mikroskop som kan visualisera nyckelaspekter av elektronspintillstånd i material. Den kvantmekaniska egenskapen hos elektroner som kallas spinn är mer komplex än spinn av föremål i vår vardagliga värld men är relaterad till den som ett mått på en elektrons rörelsemängd. Elektronernas spinntillstånd kan ha en betydande inverkan på det elektroniska och magnetiska beteendet hos de material de ingår i.

Tekniken som utvecklats av Yaji och Tsuda är känd som avbildningstyp spin-resolved photoemission microscopy (iSPEM). Den använder ljusets interaktion med elektronerna i ett material för att detektera den relativa inriktningen av elektronsnurrarna. Den är särskilt inriktad på elektronspinnpolarisering - i vilken utsträckning elektronspinn är kollektivt inriktade i en specifik riktning.

Teamets iSPEM-maskin består av tre sammankopplade ultrahögvakuumkammare för att förbereda och analysera provet. Elektroner emitteras från provet genom att absorbera ljusenergi, accelereras genom apparaten och analyseras sedan genom interaktion med en spinfilterkristall. Resultaten visas som bilder som experter kan använda för att samla in nödvändig information om elektronspintillstånden i provet.

"Jämfört med konventionella maskiner förbättrar vår iSPEM-maskin drastiskt datainsamlingseffektiviteten med tiotusen gånger, med en mer än tiofaldig förbättring av rumslig upplösning", säger Yaji. "Detta erbjuder enorma möjligheter att karakterisera den elektroniska strukturen hos mikroskopiska material och enheter på tidigare otillgängliga nivåer i submikrometerområdet."

Detta framsteg skulle kunna främja förbättringar av användningen av elektronspintillstånd i informationsbehandling och andra elektroniska enheter, som en del av det snabbutvecklande området som kallas spintronik. I spintroniktillämpningar används elektronernas spinntillstånd för att lagra och bearbeta information, förutom den traditionella användningen av elektrisk laddning.

"Detta kan leda till mer energieffektiva och snabbare elektroniska enheter, inklusive kvantdatorer", säger Yaji. Att tillämpa subtiliteterna av kvantmekaniskt beteende på datorer är i framkant av ansträngningarna att ta datorkraft till en annan nivå, men hittills har de flesta framstegen varit begränsade till mystiska demonstrationer snarare än praktiska tillämpningar. Att bemästra förståelsen, kontrollen och visualiseringen av elektronspin kan vara ett viktigt steg framåt.

"Vi planerar nu att använda vår maskin för att undersöka möjligheterna att utveckla en ny generation av elektronspinbaserade enheter, eftersom den kommer att låta oss titta på egenskaperna hos små och strukturellt komplexa prover som tidigare gömts för synhåll", avslutar Yaji.

Vidare information
Namn: Koichiro Yaji
National Institute for Material Science
e-post: yaji.koichiro@nims.go.jp 

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

Om vetenskap och teknik för avancerade material: Metoder (STAM-M)

STAM Methods är en systerjournal för öppen tillgång till Science and Technology of Advanced Materials (STAM), och fokuserar på framväxande metoder och verktyg för att förbättra och/eller påskynda materialutvecklingen, såsom metodik, apparater, instrumentering, modellering, data med hög genomslagskraft. samling, material/processinformatik, databaser och programmering. https://www.tandfonline.com/STAM-M 

Dr Yasufumi Nakamichi
STAM Publishing Director
e-post: NAKAMICHI.Yasufumi@nims.go.jp 

Pressmeddelande distribuerat av Asia Research News för Science and Technology of Advanced Materials.

Ämne: Sammanfattning av pressmeddelande

Källa: Vetenskap och teknik för avancerade material
Sektorer: Science & Nanotech

https://www.acnnewswire.com

Från Asia Corporate News Network

Copyright © 2024 ACN Newswire. Alla rättigheter förbehållna. En division av Asia Corporate News Network.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/90325/