JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Piin ominaisuuksien tullessa loppuun käytetyksi tutkijat etsivät uusia vähemmän tehoa kuluttavia mahdollisuuksia spintroniikasta. Se perustuu elektronien spinien suuntautumisen ominaisuuteen käsitellä ja tallentaa informaatiota. Tässä tarkoituksessa University of Arizonan tieteilijä tutkivat siirtymämetallin dikalgokeenejä eli TMD-materiaaleja (transition metal dichalcogenides).

Useimmat TMD:t osoittavat ominaisuuksiaan vain suurilla mutta vain yhden tai kolmen atomin ohuilla arkeilla. Niitä on vaikeita valmistaa laboratoriossa, puhumattakaan teollisesta massatuotannosta. Tohtoritutkijan Calley Eadsin neuvonantaja professori Oliver Montin tutkijaryhmä löysi äskettäin vaihtelevista tina- ja rikkikerroksista koostuvan vaihtoehdon, joissa ei tarvitse mennä atomisiin ohutlevyihin.

Tutkiakseen miten elektronit liikkuvat näissä materiaaleissa, tutkijat kehittivät "ajanottokellon", joka mahdollistaa liikkuvien elektronien seurannan attosekuntien eli sekunnin miljardisosan miljardisosien tarkkuudella. Lisäksi apuun tarvittiin laskennallinen fyysikko ja Stanfordin yliopiston SLAC:n röntgenspektroskopiaa ja asiantuntemusta.

Vahvalla röntgensäteilylähteellä nostettiin yksittäisiä elektroneja erittäin korkealle energiatasolle. Sen palatessa alkuperäiseen energiatasoonsa se tuottaa nimenomaisen signatuurin, jonka voi kaapata. Lisäksi tutkijat pystyivät erottamaan, olivatko elektronit samassa materiaalikerroksessa vai levisivätkö ne päällekkäisiin kerroksiin kiteen läpi.

Tutkijat näkivät elektronien virittyvän tällä tavoin siroten samassa kerroksessa äärimmäisen nopeasti, muutaman sadan attosekunnin ajassa. Sen sijaan elektroneilla, jotka ylittivät vierekkäiset kerrokset, kesti yli 10 kertaa pidempään palata perusenergian tilaansa. Tämä ero antaa tutkijoille mahdollisuuden erottaa toisistaan kaksi populaatiota.

- Olin todella innoissani löydettyäni tämä suunnallisen mekanismin, jossa varausten jakautuminen tapahtuu kerroksessa toisin kuin kerrosten läpi. Tällaista ei ollut koskaan ennen havaittu, kertoo tutkimuspaperin johtava kirjoittaja Calley Eads.

Tämä suuntaavuus on esimerkki siitä, mikä tekee TMD:stä kiehtovan tutkijoille: sitä voidaan käyttää informaation koodaamiseen. Esimerkiksi piistä ei löydy tällaista suuntaavuutta.

TMD-materiaaleissa insinöörit voisivat manipuloida elektroneja myös valolla, kuten laserilla, kirjoittaen, lukien ja käsittelen informaatiota optisesti. Ja ehkä jonain päivänä voi jopa tulla mahdolliseksi optisesti lomittaa informaatiota, mikä voisi avata tietä kvanttilaskentaan, arvioivat tutkijat.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 15.2.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template