不同的電子自旋方向導致單個鈷原子具有不同的形狀
雖然許多科學家們認為，在制造下一代更快、更小、更高效的計算機和高技術設備上，新興的電子自旋技術將勝過傳統電子技術，但電子自旋對單原子的影響至今尚無從觀察。而最新推出的《自然—納米技術》（Nature Nanotechnology）網絡版上，美國俄亥俄大學和德國漢堡大學的科學家們展示了他們首次獲得的電子不同自旋狀態下的單個鈷原子圖像。
為獲得這個圖像，研究人員使用一臺在其探針的尖端涂覆有金屬鐵的特制隧道掃描顯微鏡，對一個金屬錳盤上的鈷原子進行了操縱。借助這個特制探針，通過改變單個鈷原子在錳板表面的位置，使鈷原子中電子自旋的方向產生了變化。捕捉到的圖像顯示，當原子中的電子自旋方向向上時，整個原子的形狀呈單突狀；若自旋方向向下，則整個原子形狀呈雙突狀，且兩者等高。
這項研究表明，通過對單個金屬原子的操控，科學家具有了探測和操縱單原子中電子自旋方向的能力，這將極大地影響納米級磁存儲器、量子計算機和自旋電子器件的未來發展。研究小組主要成員之一、俄亥俄大學納米和量子研究所的物理和天文學副教授薩瓦·拉表示，電子的不同自旋方向可代表數據存儲的不同狀態，目前計算機存儲器單元需要的原子數量成千上萬，未來也許用單個原子就能滿足需求，同時將計算機的能力提高數千倍。而且，與電子器件不同的是，基于電子自旋的器件不會產生熱量，從而達到更少的功率損耗。
此次實驗是在10開爾文低溫的超真空環境中完成的。科學家表示，要想將電子自旋應用于計算機存儲器中，必須能在室溫下探測到自旋現象。不過，文章的主要作者、漢堡大學的安德烈·庫柏茲卡認為，這項新完成的研究為未來的應用提供了途徑。在研究中，研究人員不僅使用了新技術，還使用了一個帶有自旋的金屬錳板，這使得他們可對鈷原子的電子自旋進行操縱。 近代人類物質文明大都可以歸結為兩個字——電子。以電荷為載體，我們先是鼓搗電流，爾后又折騰信息。電子的帶電特性已足足讓我們快活了200年，而電子的自旋特性或將滋潤我們未來200年。一個原子能干成千上萬個原子的活兒，薩瓦·拉描述的這種計算機如果說昨天還只是一種猜想，那么今天透過這張照片，我們則真切地看到了隧道盡頭的光亮。
相關閱讀
在一項具有開創性意義的國際合作研究中，美國亞利桑那大學研究團隊展示了一種利用持續時間不到萬億分之一秒的超快光脈沖來操縱石墨烯中電子的方法。通過量子隧穿效應，他們記錄到了電子幾乎瞬間繞過物理屏障的現象，......
科技日報北京9月27日電 （記者張夢然）軌道角動量（OAM）單極子目前是理論物理學研究的重點，因為它為新興的軌道電子學帶來巨大的實際優勢。最近，科學家結合理論分析與瑞士光源（SLS）的實驗工......
電子的運動速度極快，一秒鐘內就能繞地球好幾圈。美國亞利桑那大學團隊開發出一款世界上最快的阿秒顯微鏡，能做到抓拍運動電子的定格圖像。該顯微鏡將為物理學、化學、生物工程、材料科學等領域帶來突破。研究成果發......
科技日報北京8月20日電（記者劉霞）韓國科學家在二硒化鈀等固體材料內發現了一些“暗”電子，此前科學家借助光譜學分析材料特性時，沒有檢測到這些“漏網之魚”。這些“暗”電子的發現或有助更好地理解高溫超導體......
費米子哈伯德模型(FHM)描述了由強電子-電子相關性引起的廣泛的物理現象，包括非常規超導的推測機制。然而，解決其低溫物理問題在理論上或數值上都具有挑戰性。光學晶格中的超冷費米子提供了一個干凈且控制良好......
國家藥監局關于注銷電子上消化道內窺鏡醫療器械注冊證書的公告（2024年第75號）按照《醫療器械監督管理條例》的規定，根據企業申請，現注銷上海安翰醫療技術有限公司電子上消化道內窺鏡醫療器械注冊證，注冊證......
據11日《自然·通訊》雜志報道，美國麻省理工學院工程師開發的一種計算機視覺技術大大加快了新合成電子材料的表征速度。該技術自動分析印刷半導體樣品圖像，并快速估計每個樣品的兩個關鍵電子屬性：帶隙（衡量電子......
中新網寧波6月7日電(林波)6月7日，中國科研機構聯合在國際學術期刊《科學》(Science)上發表了題為“Developingfatigue-resistantferroelectricsusing......
4月26日—28日，由中國電子學會主辦的第十七屆中國電子信息年會在寧波召開。中國電子學會理事長張峰，工業和信息化部電子信息司副司長徐文立，寧波市委副書記、市長湯飛帆等領導出席大會開幕式并致辭。大會主席......
4月27日，中國電子學會科學技術獎勵大會（下稱獎勵大會）在寧波舉行。中國電子學會理事長張峰，副理事長許寧生院士、李言榮院士、張軍院士、郝躍院士，常務理事段寶巖院士、尹浩院士、尤肖虎院士，理事崔鐵軍院士......