जब नानवेज मुड़ते हैं

इलेक्ट्रॉनों के कोणीय गति को बदलकर भौतिकविदों को नैनो-मैकेनिकल मरोड़ प्रभाव साबित करने में सफलता मिलती है

भविष्य के लघु प्रौद्योगिकी के लिए संभावित के साथ बोस्टन प्रयोग के दिल में: स्पिन-फ्लिप टॉर्सियन स्केल सिर्फ 0.012 मिलीमीटर लंबा, 0.006 मिलीमीटर चौड़ा और 0.0005 मिलीमीटर ऊंचा है। © याकूब विश्वविद्यालय ब्रेमेन
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पहली बार बोस्टन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने स्पिन-ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के कोणीय गति को उलटाने के कारण एक नैनोवायर के नैनोमैकेनिकल मरोड़ को मापने में सफलता प्राप्त की है।

माप दस साल पहले प्रकाशित एक भविष्यवाणी की पुष्टि करता है, जैकब यूनिवर्सिटी ब्रेमेन के सैद्धांतिक भौतिकविदों स्टीफन केट्टेमैन और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स में जटिल प्रणालियों के भौतिकी के पीटर फुलडे। शोधकर्ता रिपोर्ट पर प्रभाव डालते हैं कि वे नेचर नैनोटेक्नोलॉजी पत्रिका के वर्तमान अंक में, अन्य लोगों के बीच, स्पिंट्रॉनिक्स में नए दृष्टिकोण की अपेक्षा करते हैं।

Spintronics सूचना प्रस्तुति और प्रसंस्करण के लिए इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय गति का उपयोग करता है, और न केवल उनके आरोप, पारंपरिक अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स की तरह। चुंबकीय क्षण इलेक्ट्रॉनों के एक प्रकार के स्व-रोटेशन, क्वांटम मैकेनिकल स्पिन से निकटता से संबंधित है।

"ऑन" और "ऑफ" के बीच

यह स्पिन केवल दो असतत अवस्थाओं को ग्रहण कर सकता है: यह "ऊपर" या "नीचे" की ओर इशारा कर सकता है। एक चुंबकीय धातु में, सभी स्पिन एक ही दिशा में इंगित करते हैं, वे ध्रुवीकृत होते हैं। यदि विद्युत् - इलेक्ट्रॉनों के रूप में - एक अप्रकाशित धातु से एक स्पिन-ध्रुवीकृत चुंबक में बहती है, तो इलेक्ट्रॉन जिनके स्पिन बिंदु गलत दिशा में होते हैं, उन्हें अपने स्पिन को उल्टा करना चाहिए, जिसे "स्पिन-फ्लिप" कहा जाता है।

कोणीय गति के संरक्षण के भौतिक नियम के कारण, इलेक्ट्रॉनिक कोणीय गति के इस व्युत्क्रम को सामग्री में यांत्रिक टॉर्सनल ऊर्जा के रूप में प्रेषित किया जाता है। जब कई इलेक्ट्रॉन एक साथ अपने स्पिन को उलट देते हैं, तो छोटे कोणीय गति को बहुत पतले नैनोस्केल तारों के यांत्रिक मोड़ के रूप में प्रवर्धित और मापनीय किया जाता है। प्रदर्शन

तेजी से सूचना प्रौद्योगिकी के लिए छोटे स्विच

प्रयोगात्मक माप उपकरणों में, दो सिद्धांतकारों के साथ घनिष्ठ सहयोग में डिज़ाइन किया गया और बोस्टन विश्वविद्यालय की क्रायोजेनिक नैनोटेक्नोलॉजी प्रयोगशाला में इकट्ठे हुए, एक इलेक्ट्रॉन करंट को फेरोमैग्नेटिक कोबाल्ट वायर से नॉनमैग्नेटिक गोल्ड वायर में पारित किया गया। दो 50 नैनोमीटर व्यास के तारों के संपर्क बिंदु पर, एक नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल स्ट्रक्चर, एक गुंजयमान यंत्र, जिसमें दो ब्लेडों ने टॉर्सनल कंपन का विरोध किया, इलेक्ट्रॉन स्पिन-फ्लिप द्वारा उत्पन्न टॉर्सन प्रभाव को दस से 22 न्यूटनमीटर के मानों में मापित किया।

"जब हम एक स्पिन-फ्लिप टॉर्सन संतुलन के विचार के साथ आए, " केट्टेमैन याद करते हैं, "हमने सोचा कि यह एक ऐसा छोटा प्रभाव था जो सैद्धांतिक भौतिकविदों द्वारा एक सोचा प्रयोग की तुलना में बहुत कम रहेगा। की सिफारिश करेंगे। हालांकि, अब सफल माप से पता चलता है कि इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय स्पिन हेरफेर द्वारा बहुत छोटे यांत्रिक आंदोलनों को उत्पन्न किया जा सकता है, जो उदाहरण के लिए, आकार में कुछ नैनोमीटर के छोटे स्विच के भविष्य के आधार के रूप में माना जा सकता है। "बहुत तेज और ऊर्जा-कुशल सूचना प्रौद्योगिकी पेश करने में सक्षम होने के लिए, " केट्टेमैन बोस्टन प्रयोग के महत्व पर जारी है।

(आईडीडब्ल्यू - जैकब्स यूनिवर्सिटी ब्रेमेन, 12.11.2008 - डीएलओ)