Revoluční spinronika: Vědci dešifrují chirální molekuly!

Revoluční spinronika: Vědci dešifrují chirální molekuly!

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55128 Mainz, Deutschland - Vědci z Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) nedávno zkoumali vliv chirálních molekul na rotaci elektronů. Tato studie se točí kolem takzvaného „chirálního indukovaného efektu spin selektivity“ (CISS), což ukazuje na jedinečnou interakci elektronů s chálemi (tj. Ne identické) molekuly. Elektromagnetické vlastnosti způsobené rotací elektronů jsou zvláště důležité pro rozvoj budoucích technologií skladování.

Spin, vnitřní rys elektronů, je kromě jeho negativního zatížení zásadní pro skladování a zpracování informací. Výběr otočení, jejichž cílem je přeměnit elektrony se vzestupnou rotací, je však výzvou. Předchozí metody pro výběr otočení byly založeny hlavně na přínosu feromagnetů, jako je železo. V inovativním přístupu, výzkumu JGU, se chirální molekuly podařilo dosáhnout polarizace spinu, která funguje podobně jako u feromagnetických materiálů.

Výsledky studie

Experimentální výsledky ukazují pozoruhodnou spin -polarizaci přibližně 60 až 70 procent, srovnatelné s výkonem feromagnetických materiálů. V rámci studie vědci použili zlatou vrstvu, která byla potažena chirálními molekulami. Zatímco zátěžový proud primárně protéká zlatou vrstvou, chirální molekuly ovlivňují stav tohoto kovu a umožňují účinnou přeměnu spin-up na zatížení. V případě pravicových chirálních molekul se tento proces provádí efektivněji než se spin-down, zatímco konverze se zdráhá pro molekuly levicové.

Kromě toho je ve výzkumu CISS jasné, že přeměna toků spin do proudů zátěže do značné míry závisí na chiralitě molekul. Zvláštní pozornost si zaslouží vektoriální charakter účinku: Forma helixu chirálních molekul musí korelovat se směrem rotace. Pokud se otočení otočí, účinek úplně zmizí. Tento objev podporuje uznávaný význam účinku selekce spin a ukazuje, jak mohou být klíčové chirální molekuly v spin-off. Nedávná experimentální práce také zkoumala interakce s fromagnetickými povrchy spinovacích podání a zdůraznila roli výměny a principu vyloučení Pauli v tomto kontextu, jako je pmc.ncbi.nlm.nih.gov.

molekuly Chirale nejsou zájmu pouze o chemický výzkum, ale také o jejich aplikace ve farmaceutikách. CISS je zásadní pro vývoj nových technologií, které používají spin -polarizaci pro speciální chemické reakce a adsorpci povrchu. Molekuly Chirale mohou působit jako filtr spin, který umožňuje selektivní přenos elektronů. CISS lze použít potenciálně v kvantových zařízeních k využití koherentních vlastností elektronového spinu, stejně jako Nature.com

Celkově zkoumání chirálních molekul a jejich interakcemi s otočením může podpořit významný pokrok v spin -off a vést k novým formám ukládání a zpracování dat, které jsou nejen účinnější, ale také potenciálně šetrnější k životnímu prostředí.