Revolutionary Spinronics: Forskere dekrypterer chirale molekyler!

Revolutionary Spinronics: Forskere dekrypterer chirale molekyler!

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55128 Mainz, Deutschland - Forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har nylig undersøkt påvirkningen av chirale molekyler på spinnet av elektroner. Denne studien dreier seg om den såkalte "chiral induserte spin-selektivitetseffekten" (CISS), som indikerer den unike interaksjonen mellom elektroner med chirals (dvs. ikke identiske) molekyler. Elektromagnetiske egenskaper forårsaket av spinn av elektroner er spesielt relevante for utvikling av fremtidige lagringsteknologier.

Spinnet, et iboende trekk ved elektroner, er avgjørende for lagring og behandling av informasjon i tillegg til dens negative belastning. Imidlertid er valg av spinn, som spesielt tar sikte på å konvertere elektroner med et oppadgående spinn, en utfordring. Tidligere metoder for utvalg av spinn var hovedsakelig basert på fordelen med ferromagneter som jern. I en nyskapende tilnærming, JGU -forskningen, klarte chirale molekyler å oppnå spin -polarisering som fungerer på en lignende måte som med ferromagnetiske materialer.

Resultater av studien

De eksperimentelle resultatene viser en bemerkelsesverdig spinn -polarisering på rundt 60 til 70 prosent, sammenlignbar med ytelsen til ferromagnetiske materialer. Som en del av studien brukte forskerne et gulllag som var belagt med chirale molekyler. Mens laststrømmen primært strømmer gjennom gulllaget, påvirker de chirale molekylene tilstanden til dette metallet og muliggjør en effektiv konvertering av spin-up til belastningsstrøm. Når det gjelder høyreorienterte chirale molekyler, utføres denne prosessen mer effektivt enn med spin-down, mens konverteringen er mer motvillig for venstreorienterte molekyler.

I tillegg blir det klart i forskningen av CISS at konvertering av spinnstrømmer til belastningsstrømmer avhenger sterkt av kiraliteten til molekylene. Den vektoriske karakteren til effekten fortjener spesiell oppmerksomhet: helixformen til de chirale molekylene må korrelere med spinnretningen. Hvis spinnene dreies, forsvinner effekten fullstendig. Denne oppdagelsen støtter den anerkjente viktigheten av spin-selektivitetseffekten og viser hvor viktige chirale molekyler kan være i spin-off. Nyere eksperimentelt arbeid har også undersøkt interaksjoner mellom spinn og innlevering med ferromagnetiske overflater og lagt vekt på utvekslingen og Pauli -eksklusjonsprinsippet i denne sammenhengen, for eksempel

Chirale -molekyler er ikke bare av interesse for kjemisk forskning, men også for deres anvendelser i legemidler. CISS er avgjørende for utviklingen av nye teknologier som bruker spinnpolarisering for spesielle kjemiske reaksjoner og overflateadsorpsjon. Chirale -molekyler kan fungere som et spinnfilter, som muliggjør selektiv overføring av elektroner. CISS kan brukes potensielt i kvantebaserte enheter for å utnytte de sammenhengende egenskapene til elektronspinnet, så vel som nature.com

Totalt sett kan undersøkelsen av de chirale molekylene og deres interaksjoner med spinnene fremme betydelig fremgang i spin -off og føre til nye former for datalagring og prosessering, som ikke bare er mer effektive, men også mer potensielt miljøvennlige.