电子旋转的原子,而且旋转自己,从一个旋转状态,可以跨越到另一个地方。一个属性可以用于下一代硬盘。然而,“自旋交叉”被认为是效率太慢了。使用超快光谱,洛桑联邦理工(EP半岛综合体育官方APP下载德甲FL)科学家们首次显示,电子可以交叉旋转至少100000倍比此前认为的要快。除了对基础物理,这个发现也可以推动自旋电子学领域的前进。这项研究发表在化学性质。
电子自旋可以松散而行星的旋转或前绕着它的轴旋转。在不同的“自旋电子自旋状态”和指定的数字0,1/2,1,3/2,2等。在化学反应过程中,电子从一个自旋状态可以跨越到另一个,比如从0到1或1/2 3/2。自旋交叉已经使用在许多技术,如光学发光器件(OLED)、能量转换系统和癌症光疗。最突出,自旋交叉是羽翼未丰的自旋电子学领域的基础。问题是自旋交叉一直认为是太慢足够有效的电路。
的实验室马吉德CherguiEPFL已经表明,自旋交叉远比此前认为的要快。世界上使用时间分辨率最高的技术,实验室能够“看到”电子在50 fs穿越经历四个旋转状态。
“时间分辨率一直是限制,”Chergui说。“多年来,实验室使用技术,只能测量旋转变化1000000000到1000000秒。所以他们认为自旋交叉发生在这个时间。”
Chergui的实验室专注于材料在自旋电子学应用程序显示太多的承诺。在这些材料中,电子跳过四个自旋态:从0到1到2。2009年,Chergui实验室突破的时间分辨率显示0 - 2“跳”这可能发生在150 fs-suggesting直接事件。尽管如此,社区仍然保持这种旋转块状经过中间步骤。
但Chergui表示怀疑。和他的博士后工作杰拉尔德Aubock,他们使用实验室的超快光谱提高时间分辨率方面的专长。半岛综合体育官方APP下载德甲短暂,激光照射材料样本进行调查,导致电子移动。另一个激光测量其自旋的变化随着时间的推移,在紫外光范围内。
这个发现本质上揭示了旋转跳跃之间的中间步骤的概念,因为它不允许足够的时间:只有50 fs从“0”到“2”自旋状态。这是第一个研究推动时间分辨率极限的紫外线域。“这可能意味着它的速度更快,”Chergui说。“但是,更重要的是,它是一个直接的过程。”
与深远影响技术和基础物理和化学的研究是一个观察,没有一个解释。Chergui认为关键是电子铁原子之间来回穿梭的核心材料的分子及其周边的元素。“当激光照射在原子,它改变了电子的自旋角,影响整个旋转动力学的分子。”
现在理论家发展超速旋转变化的新模型。在实验方面,Chergui的实验室现在专注于实际观察分子内电子穿梭。这将需要更复杂的方法,比如核心级光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲尽管如此,关于自旋交叉的研究挑战,可能提供期待已久的自旋电子学的局限性的解决方案。
这项工作是由瑞士国家科学基金会支持通过能力研究的国家中心分子超快科学和技术,格兰特和研究设备。
