Новости химической науки > Измерено спиновое состояние отдельных атомов

Исследователи из США успешно измерили спиново-поляризационное состояние отдельных атомов адсорбированных на поверхности, что позволяет еще на шаг приблизить разработку квантовых компьютеров и спинтроники.

Исследовательская группа под руководством Майкла Кромми (Michael Crommie) из Университета Калифорнии (Беркли) использовала парофазное осаждение для того, чтобы вырастить на поверхности меди наноскопические островки кобальта, а затем внедрить в эти «островки» атомы хрома и железа.

Топография атомов железа, адсорбированных на треугольных островках кобальта на поверхности грани Cu(111) при 4 - 8 K. Атомы железа – зелёные выступы на островках Co и синие выступы – на поверхности грани Cu(111). (Рисунок: © Michael Crommie)

Обычно благодаря «подпитке» термической энергией своего окружения атомы быстро переходят из одного в другое спиновое состояние. Несмотря на это, благодаря магнитным свойствам «наноостровков» кобальта, спиновое состояние атомов железа или хрома, находящихся на их поверхности, фиксируется, благодаря чему упрощается определение спинового состояния.

Для измерения спинового состояния атомов хрома и железа исследователи использовали методику спиновополяризующей сканирующей туннельной микроскопии [spin polarisation scanning tunnelling microscopy (SPSTM)]. В методе SPSTM ток, исходящий с щупа микроскопа обладает поляризацией спина, чему способствует магнитное окружение щупа туннельного микроскопа, ориентирующее направление спинов электронов в строго определенном направлении.

В результате измерений исследователи обнаружили, что ориентирование магнитного поля, создаваемого кобальтовыми островками, непосредственно определяет спиновое состояние атомов, осажденных на поверхность этих островков. Исследование проясняет суть эффекта магнитного взаимодействия между спинами единичных атомов и поверхности подложкой, на которой они размещаются, что весьма важно для разработки спинтронных приборов.

Источник: Phys. Rev. Lett., 2007, DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.067202

метки статьи: #аналитическая химия, #квантовая химия, #нанотехнологии, #физическая химия, #химия поверхности