Ученые из Университета Страсбурга, Франция, в тесном сотрудничестве с коллегами из научных центров в Сан-Себастьян, Испания, и Юлих, Германия, достигли прорыва в обнаружении магнитных моментов наноразмерных структур. Они преуспели в создании магнитные моменты видны с разрешением вплоть до атомного уровня, используя сканирующий туннельный микроскоп, устройство, которое было стандартом в науке в течение многих лет. Исследователи сделали его чувствительным к магнитным свойствам поместив небольшой молекула, содержащая атом никеля на наконечник микроскопа. Результаты опубликованы в настоящем вопросе науки открывает новый путь для достижения фундаментальные выводы на атомно-масштабных структур и для проектирования будущих атомно-масштабных устройств, таких как наноразмерные устройства хранения и квантовых симуляторов.
Чтобы исследовать мир отдельных атомов и молекул ученые используют микроскопы, которые не полагаются на луч света или электронов, но скорее можно рассматривать как предельный вариант аналогичный проигрыватель. Эти документы им сканирующих зондовых микроскопов использовать конец острой иглы в качестве чаевых, чтобы «прочитать» канавки создается атомами и молекулами на опорную поверхность. Чтобы чувство близости между зондом и поверхностью ученые используют слабый электрический ток, который начинает течь, когда оба только разделенные на доли нанометра — это миллионы миллиметра. Регулирующий совет, чтобы сохранить это расстояние позволяет топографические изображения путем сканирования поверхности.
В то время как основная идея таких микроскопов уже разработаны в 1980-е годы, только в течение последнего десятилетия ученым в различных лабораториях научились расширять возможности этих микроскопов ловко проектировании самого последнего конца их наводящие подсказки. Например, путем присоединения маленьких молекул, таких как Co и водорода, беспрецедентное увеличение пространственного разрешения было достигнуто в которых гибкость молекулы сделаны даже химические связи видны.
Аналогичным образом, авторы недавней публикации в науке также специально созданных кончика острия, чтобы принести новую функцию к острым кончиком: они чувствительны к магнитным моментам поместив молекулу, содержащую один атом никеля, так называемый квантовый молекулярный магнит, на вершине. Эта молекула может быть доставлен электрически в различных магнитных состояниях с легкостью таким образом, что он действует как крошечный магнит. В то время как его основное состояние обладает фактически нет магнитный момент, его возбужденные состояния имеют магнитный момент, который реагирует почти на моменты, которые беспрецедентным пространственным разрешением и высокой чувствительностью.
Важность этого достижения является коллектор. Впервые этот метод дает возможность получить изображение поверхностных структур в сочетании с их магнитными свойствами в атомном разрешении. Использовать молекулы в качестве активного сенсора обеспечивает высокую воспроизводимость и простота внедрения в инструменты, используемые другими группами в мире, работающих в области. «Темные» магнитных моментов сложных магнитных структур, которые обычно с трудом поддаются измерению, становятся доступными, что является важным для понимания их внутренней структуры. И этот способ обладает еще одним преимуществом. Ведь основного состояния молекулярного датчик не магнитный, измерение вызывает только минимальный обратного влияния на исследуемой системы-важно, чтобы преобладать нестабильных государств на наноуровне.
В общем, с этой работой ученые расширили их наномасштабных элементов с помощью нового инструмента чувствительны к магнитным свойствами, которые будут важны для будущих применений, начиная от наноразмерных памяти-устройств, новых материалов и приложений в области квантовой моделирования и вычислительной техники.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!