Spinronică revoluționară: oamenii de știință decriptează moleculele chirale!

Spinronică revoluționară: oamenii de știință decriptează moleculele chirale!

Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55128 Mainz, Deutschland - Cercetătorii de la Universitatea Johannes Gutenberg Mainz (JGU) au examinat recent influența moleculelor chirale asupra rotirii electronilor. Acest studiu se învârte în jurul așa-numitului „efect de selectivitate a spinului indus de chiral” (CISS), care indică interacțiunea unică a electronilor cu molecule de chirali (adică nu identici). Proprietățile electromagnetice cauzate de rotirea electronilor sunt deosebit de relevante pentru dezvoltarea viitoarelor tehnologii de stocare.

Spinul, o caracteristică intrinsecă a electronilor, este crucială pentru stocarea și prelucrarea informațiilor, pe lângă încărcarea sa negativă. Cu toate acestea, selecția de rotiri, care are ca scop în special să convertească electronii cu un spin ascendent, este o provocare. Metodele anterioare de selecție a rotirilor s -au bazat în principal pe beneficiul ferromagnetilor, cum ar fi fierul. Într -o abordare inovatoare, cercetarea JGU, moleculele chirale au reușit să obțină polarizarea spinului care funcționează într -un mod similar ca în cazul materialelor ferromagnetice.

rezultatele studiului

Rezultatele experimentale arată o spin -polarizare remarcabilă de aproximativ 60 până la 70 la sută, comparabilă cu performanța materialelor ferromagnetice. Ca parte a studiului, oamenii de știință au folosit un strat de aur care a fost acoperit cu molecule chirale. În timp ce curentul de încărcare curge în principal prin stratul de aur, moleculele chirale influențează starea acestui metal și permit o conversie eficientă a spin-up-ului în curent de încărcare. În cazul moleculelor chirale de dreapta, acest proces se desfășoară mai eficient decât în ​​cazul spin-down, în timp ce conversia este mai reticentă pentru moleculele de stânga.

În plus, devine clar în cercetarea CISS că conversia fluxurilor de spin în fluxuri de încărcare depinde foarte mult de chiralitatea moleculelor. Caracterul vectorial al efectului merită o atenție specială: forma de helix a moleculelor chirale trebuie să se coreleze cu direcția de rotire. Dacă rotirile sunt transformate, efectul dispare complet. Această descoperire susține importanța recunoscută a efectului de selectivitate a spinului și arată cum pot fi moleculele chirale cruciale în spin-off. Lucrările experimentale recente au examinat, de asemenea, interacțiunile de depunere a spinului cu suprafețele ferromagnetice și au subliniat rolul schimbului și principiul de excludere Pauli în acest context, cum ar fi pmc.ncbi.nlm.nih.Gov .

contextul cercetării

moleculele chirale nu sunt de interes doar pentru cercetarea chimică, ci și pentru aplicațiile lor în farmaceutice. CISS este crucial pentru dezvoltarea de noi tehnologii care utilizează spin -polarizare pentru reacții chimice speciale și adsorbție de suprafață. Moleculele de chirale pot acționa ca un filtru de rotire, ceea ce permite transmiterea selectivă a electronilor. CISS poate fi utilizat potențial în dispozitivele bazate pe cuantic pentru a exploata proprietățile coerente ale rotirii electronilor, precum și nature.com

În general, examinarea moleculelor chirale și interacțiunile lor cu rotirile pot promova progrese semnificative în rotație și pot duce la noi forme de stocare și procesare a datelor, care nu sunt numai mai eficiente, dar și mai ecologice.