Ведутся технические работы. Это может временно повлиять на скорость работы сайта. Приносим извинения за неудобства и благодарим за ваше понимание!
Спинтроника — это область, родственная электронике, только в ней для передачи информации используется не электрический заряд, а волны, обусловленные вращением электронов, их спином. К сожалению, спин электронов может находиться в стабильном состоянии лишь очень короткое время, что препятствует дальнейшему изучению и практическому использованию спинтронных эффектов. Исследователи из Института изучения нанотехнологий (Kavli Institute of Nanoscience) Технического университета Делфта (TU Delft), Голландия, нашли работающий при комнатной температуре способ преобразования информации, представленной в виде спина электронов, в соответствующий оптический сигнал. В данной работе использовалась комбинация принципов спинтроники и нанофотоники, а ключевым моментом, позволившим создание такой комбинации, стало использование условно двухмерных материалов.
Созданное учеными устройство очень просто, оно состоит из двух компонентов, тончайшей серебряной нити и слоя двухмерного материала, дисульфида вольфрама. Один конец серебряной нити прикреплен к небольшому кусочку пленки дисульфида вольфрама, которая имеет толщину в четыре атома. Используя циркулярный поляризованный свет, ученые создали в этом материале квазичиастицы, экситоны, имеющие определенное направление вращения заключенного в них электрона.
Экситоны состоят из электронов, которые «выпрыгнули» со своего места под воздействием фотона света и вращаются вокруг возникшей на их месте положительно заряженной электронной дырки. Как и любая физическая система, в которой заключена избыточная энергия, экситон стремится вернуться в самое низкоэнергетическое исходное состояние. И когда электрон переходит на более низкую орбиту, сближаясь с электронной дыркой, экситон излучает фотон света. Этот фотон содержит в себе информацию о спине электрона, но в обычных условиях он излучается экситоном в совершенно случайном направлении.
При создании устройства ученые использовали открытый ранее необычный эффект. В момент, когда свет проходит вдоль нанопроводника, возникает вращающееся электромагнитное поле, направление вращения которого зависит от того, с какой стороны от нанопроводника проходит свет. «Мы использовали это явление в качестве «комбинации к замку», позволяющей упорядочить направление излучения света экситоном» — пишут исследователи, — «В нашем устройстве свет излучить могут только те экситоны, спин которых совпадает с направление электромагнитного поля нанопроводника. И при этом, излучаемый ими свет всегда направлен параллельно нанопроводнику».
Проведенные эксперименты показали, что спин-информация, заключенная в излученных фотонах света, передается в правильном направлении в 90 процентах случаев. Это уже позволяет получить достаточно уверенный оптический сигнал, который можно усилить и передать на большое расстояние. Благодаря тому, что все это работает при комнатной температуре, достаточно просто изготовить оптоэлектронную схему, использующую данную функцию. «Для работы нашего устройства не требуется движения потока электронов и не выделяется никакого тепла» — пишут исследователи, — «Поэтому разработанный нами способ является самым эффективным с энергетической точки зрения способом передачи информации».
Данное достижение открывает путь к практическому объединению миров спинтроники и нанофотоники. Это, в свою очередь, может стать в будущем основой новых принципов и технологий обработки и передачи информации на наноразмерном уровне.
( ! ) Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-content/themes/malitikov/single.php on line 44 | ||||
---|---|---|---|---|
Call Stack | ||||
# | Time | Memory | Function | Location |
1 | 0.0000 | 350600 | {main}( ) | .../index.php:0 |
2 | 0.0000 | 350880 | require( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-blog-header.php ) | .../index.php:17 |
3 | 0.1079 | 8529416 | require_once( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-includes/template-loader.php ) | .../wp-blog-header.php:19 |
4 | 0.1101 | 8533624 | include( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-content/themes/malitikov/single.php ) | .../template-loader.php:106 |
( ! ) Fatal error: Allowed memory size of 536870912 bytes exhausted (tried to allocate 67108872 bytes) in /home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-includes/class-wpdb.php on line 3114 | ||||
---|---|---|---|---|
Call Stack | ||||
# | Time | Memory | Function | Location |
1 | 0.0000 | 350600 | {main}( ) | .../index.php:0 |
2 | 0.0000 | 350880 | require( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-blog-header.php ) | .../index.php:17 |
3 | 0.1079 | 8529416 | require_once( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-includes/template-loader.php ) | .../wp-blog-header.php:19 |
4 | 0.1101 | 8533624 | include( '/home/domains/malitikov.ru/public_html/wp-content/themes/malitikov/single.php ) | .../template-loader.php:106 |
5 | 0.2654 | 22776888 | WP_Query->__construct( $query = ['post_type' => 'post', 'post_status' => 'publish', 'fields' => 'ids', 'posts_per_page' => -1, 'no_found_rows' => TRUE, 'orderby' => 'none'] ) | .../single.php:65 |
6 | 0.2654 | 22776888 | WP_Query->query( $query = ['post_type' => 'post', 'post_status' => 'publish', 'fields' => 'ids', 'posts_per_page' => -1, 'no_found_rows' => TRUE, 'orderby' => 'none'] ) | .../class-wp-query.php:4081 |
7 | 0.2654 | 22776888 | WP_Query->get_posts( ) | .../class-wp-query.php:3949 |
8 | 0.2659 | 22788752 | wpdb->get_col( $query = 'SELECT wp_posts.ID\n\t\t\t\t\t FROM wp_posts \n\t\t\t\t\t WHERE 1=1 AND wp_posts.post_type = \'post\' AND ((wp_posts.post_status = \'publish\'))\n\t\t\t\t\t \n\t\t\t\t\t \n\t\t\t\t\t ', $x = ??? ) | .../class-wp-query.php:3300 |