具有里程碑意义的实验揭示了钻石的计算的潜力

第一次,物理学家已经表明,信息可以通过钻石线流。

在实验中,电子不流经钻石一样在传统电器;相反,他们住在地方和传递磁的影响称为“自旋”彼此的连续平衡体育观众做“波”。

自旋一天可以被用来传输数据在计算机circuits-and这个新实验,在俄亥俄州立大学完成,我们表明,金刚石传送旋转比大多数金属的研究人员先前观察到的效果。

全球研究人员正努力开发所谓的“自旋电子学”,同时可以让电脑更快和更强大。

钻石有很多要做时,自旋电子学,首席研究员克里斯·哈梅尔说,俄亥俄州在俄亥俄州立大学著名学者在实验物理。很难、透明、电绝缘,不受环境污染,抗酸,不加热半导体一样。

“基本上,它是惰性的。你不能做任何事情。一个科学家,钻石是一种无聊,“除非你订婚,海默尔说。“但有趣的是想想钻石将在计算机工作。”

钻石的价格标签线并没有达到订婚戒指,哈梅尔的证实。它的成本仅为100美元,因为它是由合成的,而不是自然的,钻石。

这里的结果代表了非常小的第一步很长的路上,一天可能导致钻石晶体管。

但除此之外,这一发现可以改变研究人员研究自旋,哈梅尔说。

电子达到不同的自旋状态根据他们spinning-up或向下的方向。哈梅尔的团队把一个小钻石线在磁共振力显微镜检测到线内的自旋状态显示不同模式。

“如果这线是电脑的一部分,它将传输信息。毫无疑问,你可以告诉的远端丝原始粒子的自旋状态的开始,”他说。

通常,钻石不带旋转,因为它的碳原子锁在一起,每个电子坚定地连接到邻近的电子。研究人员不得不种子与氮原子线为了有未配对电子的自旋。电线每三百万钻石含有一个氮原子原子,但这足以使钢丝进行旋转。

实验工作,因为俄亥俄州立大学物理学家们能够观察到电子自旋比以往规模较小。他们在显微镜聚焦磁场线的各个部分,并发现他们可以检测旋转时通过这些部分。

导线测量只有四个微米,宽200纳米。为了看到里面,他们设置电磁线圈在显微镜下开关在微小的几分之一秒,产生脉冲创建15-nanometer宽(约50-atoms)电子行为的快照。他们知道自旋是流经钻石当磁铁的一个微妙的悬臂微量移动,因为它是由原子或者吸引或排斥的电线,取决于他们的自旋状态。

更令人吃惊的是,附近的自旋状态持续了两倍的时间比在中间线的结束。基于普通的实验,物理学家们期望自旋状态持续时间的长度相同,无论在测量。在这种情况下,自旋态内部线持续了大约15毫秒,和接近尾声他们持续了30毫秒。

哈梅尔的研究小组怀疑他们能够见证这一新的效果部分是因为他们是如何准确地放大。集中他们的小窗口观察的电线,他们目睹了自旋流的只有它能流方向:进线。当他们沿着线观察中间,严厉批评的“窗口”清空旋转速度的两倍,因为自旋状态可以在directions-into和流动线。

“这是一个戏剧性的巨大影响,我们没有预期,”海默尔说。

这一发现挑战了研究人员研究了自旋在过去的70年,哈梅尔解释说。

“事实上,旋转可以像这意味着传统的方式,世界措施旋转动力学在宏观层面reconsidered-it实际上是无效的,”他补充道。

物理学家必须冷却线4.2开尔文(约-452华氏度或-269摄氏度)减速旋转和安静他们敏感的探测器足以让这几个旋转检测。许多进步必须在室温下前效应可能被利用。

这一发现发表在《自然纳米技术》杂志上。

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