电子自旋的原子终于有了“身份照”
科学家乐成操控单原子中电子自旋偏向
虽然许多科学家们以为，在制造下一代更快、更小、更高效的盘算机和高手艺装备上，新兴的电子自旋手艺将胜过古板电子手艺，但电子自旋对单原子的影响至今尚无从视察。而最新推出的《自然—纳米手艺》（Nature Nanotechnology）网络版上，美国俄亥俄大学和德国汉堡大学的科学家们展示了他们首次获得的电子差别自旋状态下的单个钴原子图像。
为获得这个图像，研究职员使用一台在其探针的尖端涂覆有金属铁的特制隧道扫描显微镜，对一个金属锰盘上的钴原子举行了使用。借助这个特制探针，通过改变单个钴原子在锰板外貌的位置，使钴原子中电子自旋的偏向爆发了转变。捕获到的图像显示，当原子中的电子自旋偏向向上时，整个原子的形状呈单突状 ；若自旋偏向向下，则整个原子形状呈双突状，且两者等高。
这项研究批注，通过对单个金属原子的操控，科学家具有了探测和使用单原子中电子自旋偏向的能力，这将极大地影响纳米级磁存储器、量子盘算机和自旋电子器件的未来生长。研究小组主要成员之一、俄亥俄大学纳米和量子研究所的物理和天文学副教授萨瓦·拉体现，电子的差别自旋偏向可代表数据存储的差别状态，现在盘算机存储器单位需要的原子数目成千上万，未来也许用单个原子就能知足需求，同时将盘算机的能力提高数千倍。并且，与电子器件差别的是，基于电子自旋的器件不会爆发热量，从而抵达更少的功率消耗。
此次实验是在10开尔文低温的超真空情形中完成的� ？蒲Ъ姨逑�，要想将电子自旋应用于盘算机存储器中，必需能在室温下探测到自旋征象。不过，文章的主要作者、汉堡大学的安德烈·库柏兹卡以为，这项新完成的研究为未来的应用提供了途径。在研究中，研究职员不但使用了新手艺，还使用了一个带有自旋的金属锰板，这使得他们可对钴原子的电子自旋举行使用。
近代人类物质文明大都可以归结为两个字——电子。以电荷为载体，我们先是鼓捣电流，此后又折腾信息。电子的带电特征已足足让我们快活了200年，而电子的自旋特征或将滋润我们未来200年。一个原子醒目成千上万个原子的活儿，萨瓦·拉形貌的这种盘算机若是说昨天还只是一种意料，那么今天透过这张照片，我们则真切地看到了隧道止境的灼烁。