Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Игла сканирующего туннельного микроскопа над одним из адсорбированных атомов кобальта. (источник: Max-Planck-Institut für Festkörperforschung)

Ученые измерили магнитное взаимодействие между отдельными атомами

Ключевые слова:  магнитные материалы, периодика

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

16 марта 2007

Точное определение магнитного взаимодействия между отдельными атомами уже не мечта. Используя сканирующий туннельный микроскоп, исследователи измерили с достаточной точностью магнитное взаимодействие двух соседних атомов кобальта, адсорбированных на поверхности меди, и получили зависимость от расстояния между ними. Данное событие открывает новые возможности для исследования квантовой природы магнитных явлений, а также для изучения физических пределов объема магнитной памяти для хранения данных.

Настоящее исследование в области информационных технологий для хранения данных в наименьшей структурной единице – в отдельных атомах – стимулирует дальнейшую разработку новых массовых компактных носителей информации с огромным объемом памяти. Крайне важно понять динамику взаимодействия спинов отдельных атомов для реализации перспективной технологии таких устройств, а также для изучения физических пределов объема памяти обыкновенных магнитных носителей. Новые возможности использования данных взаимодействий могут найти непосредственное применение в улучшении методов магнитной записи, а также в создании новых спин-технологий, которые используются в разработке квантовых компьютеров. Исследователи Института Макса Планка (Max Planck Institut) из Штутгарта и из Галле в сотрудничестве с коллегами из Национального центра научных исследований в Гренобле (CNRS in Grenoble) измерили магнитное взаимодействие между отдельными адатомами кобальта на металлической поверхности и сравнили данные детального теоретического анализа с экспериментальными результатами, полученными при сканировании туннельным микроскопом. Магнитное взаимодействия между адатомами было теоретически проанализировано еще в середине прошлого века, и теория теперь может быть проверена с помощью эксперимента.

Сканирование туннельным микроскопом позволило исследователям увидеть поверхность образца с атомным разрешением. Для того чтобы определить микроскопический магнитный эффект, ученые провели эксперименты при низких температурах (-267° С или -448.6° F) в помещении со звуко- и виброизоляцией. Низкие температуры, с одной стороны, «заморозили» движение атомов, что важно, в первую очередь, для исследования отдельных атомов, а с другой стороны, увеличили спектроскопическое разрешение микроскопа. Атомные механизмы магнитного взаимодействия были изучены с помощью специально подготовленных, отделенных друг от друга адатомов кобальта.

В качестве датчика для регистрации магнитных взаимодействий исследователи пользовались эффектом Кондо (Kondo effect). Этот эффект обусловлен взаимодействием спина адатома с электронами металлической подложки. Эффект Кондо (при низких температурах) может быть выявлен из-за наличия в некоторых местах резонанса электронных плотностей, что видно при сканировании туннельным микроскопом.

Детальный анализ зависимости резонанса Кондо от расстояние между двумя соседними адатомами кобальта на медной поверхности прояснил исследователям картину магнитных взаимодействий. Полученные результаты в первый раз позволили сопоставить теоретические расчеты по магнитному взаимодействию между отдельными атомами на металлической поверхности с экспериментальными данными.

Исследователи также изучили магнитное взаимодействие между тремя адатомами кобальта, спины которых коррелируют между собой.

Результаты исследований ученых из Института Макса Планка являются первыми шагами на пути к разработке новой технологии конструкционных материалов и наноструктур, использующей квантовый характер магнетизма. В то же время результаты углубили наше понимание магнитного взаимодействия между отдельными атомами на фундаментальном уровне.

Оригинальная работа:

P. Wahl, P. Simon, L. Diekhöner, V.S. Stepanyuk, P. Bruno, M.A. Schneider, and K. Kern

Exchange Interaction between Single Magnetic Adatoms





Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Жидкие наномагнетики
Жидкие наномагнетики

Все члены сборной России получили медали на 30-й Международной биологической олимпиаде для школьников
21 июля в Сегеде (Венгрия) подвели итоги 30-й Международной биологической олимпиады для школьников. Российская сборная на состязании завоевала три серебряные медали и одну бронзовую.

Шесть медалей завоевали российские школьники на 60-й Международной математической олимпиаде
Стали известны итоги 60-й Международной математической олимпиады для школьников, которая проходила в Бате (Великобритания). Российская сборная завоевала две золотые и четыре серебряные медали.

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.