Полимер позволяет изучать хиральность и спиновые взаимодействия при комнатной температуре

Новости сегодня - Полимер позволяет изучать хиральность и спиновые взаимодействия при комнатной температуре

Органический полимер, пригодный для печати, который при печати собирается в хиральные структуры, позволил исследователям надежно измерить количество заряда, образующегося при преобразовании спина в заряд в спинтронном материале при комнатной температуре. Настраиваемые качества и универсальность полимера делают его желательным не только для менее дорогих, экологически чистых электронных приложений, пригодных для печати, но также для использования в более широком понимании киральности и спиновых взаимодействий.

Устройства спинтроники — это электронные устройства, которые используют вращение электрона, а не его заряд, для создания энергоэффективного тока, используемого для хранения данных, связи и вычислений. Хиральные материалы относятся к материалам, которые нельзя наложить на их зеркальное отражение — вспомните, например, ваши левую и правую руки. Если положить левую руку на правую, положение пальцев поменяется местами. Это и есть хиральность.

Хиральность в материалах спинтроники позволяет разработчикам контролировать направление вращения внутри материала, известное как эффект «спиновой селективности, индуцированной киральности (СНПЧ)». Эффект СНПЧ возникает, когда ток заряда течет вдоль киральной оси в киральном материале, вызывая преобразование спина или заряда в спин без необходимости использования ферромагнитных элементов. Преобразование заряда в спин необходимо для хранения памяти в вычислительных устройствах.

«Мы знаем, что преобразование заряда в спин, управляемое СНПЧ, эффективно работает в киральных полупроводниках, но мы хотим знать, почему», — говорит Дали Сан, доцент кафедры физики, член Лаборатории органической и углеродной электроники (ORaCEL) в Северной Каролине. государственного университета и соавтор-корреспондент работы. «И простой способ понять загадочную механику такого процесса — обратить его вспять, то есть посмотреть на преобразование спина в заряд посредством обратного эффекта СНПЧ».

Сунь работал с Ин Дяо, доцентом кафедры химической и биомолекулярной инженерии в Университете Иллинойса Урбана-Шампейн и соавтором работы, который разработал процессы печати для сборки сопряженных органических полимеров в хиральные спиральные структуры. Статья «Эффект спиновой селективности, индуцированный обратной хиральностью в хиральных ансамблях π-сопряженных полимеров» была опубликована в журнале Nature Materials .

«Органические материалы могут переносить вращение на большие расстояния, но они не способны преобразовывать вращение в заряд, что необходимо для устройств спинтроники », — говорит Диао. «Сделав структуру этого материала хиральной, мы можем использовать ее для преобразования спина и заряда».

«Эффект СНПЧ создается путем помещения заряда в хиральное устройство спинтроники, но выяснить, насколько эффективно заряд преобразуется во вращение внутри устройства, очень сложно, потому что трудно измерить произведенное вращение количественным способом», — говорит Сан. .

«Эффект спиновой селективности, вызванный обратной киральностью, или ICISS, когда вы помещаете спин в устройство и измеряете результирующий ток, не изучался в органических полимерах», — говорит Сан. «Но измерить ток гораздо проще, чем вращение. Вот что мы сделали».

Сан использовал микроволновое возбуждение в качестве метода спиновой накачки, чтобы ввести чистый спин в органический полимер и измерить результирующий ток.

Исследователи обнаружили, что время жизни спина до наносекунд было достижимо в хиральном органическом полимере при комнатной температуре , в отличие от пикосекундного времени жизни в традиционных материалах спинтроники.

«Прелесть этого материала, помимо прочего, в том, что его можно настраивать», — говорит Сан. «Мы можем изменить хиральность, проводимость и посмотреть, как это влияет на вращение или эффективность. Теперь у нас есть способ по-настоящему понять, почему работают устройства спинтроники, связанные с СНПЧ, что может помочь нам разработать более качественные и эффективные устройства».

«Изготовление электроники на основе полимеров гораздо менее энергозатратно, чем нынешняя электроника, и ее легко масштабировать для производства», — говорит Диао. «Поскольку полимерные полупроводники пригодны для печати (их можно печатать так же, как газеты), они идеально подходят для портативных, гибких и растягивающихся приложений, начиная от солнечных батарей и заканчивая новыми формами компьютеров».

Полимер позволяет изучать хиральность и спиновые взаимодействия при комнатной температуре

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Рубрика: Наука, Новости

Вам могло бы понравиться:

Регулятор США приказал провести проверку Boeing из-за проблемы с кислородной маской Регулятор США приказал провести проверку Boeing из-за проблемы с кислородной маской
Разрабатываются электролиты для протонных керамических топливных элементов следующего поколения Разрабатываются электролиты для протонных керамических топливных элементов следующего поколения
Исследователи внедряют генеративный ИИ для анализа сложных табличных данных Исследователи внедряют генеративный ИИ для анализа сложных табличных данных
Новая технология плазменной струи эффективно лечит грибковые инфекции ногтей Новая технология плазменной струи эффективно лечит грибковые инфекции ногтей

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2024 Актуальные Новости Сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!