Pixabay License. Volné pro komerční užití

Elektrony v grafenových kvantových tečkách obíhají extrémně rychle

Elektrony v grafenových kvantových tečkách mohou fungovat jako extrémně citlivý senzor vnějšího magnetického pole.

Když jsou tyto elektrony uzavřeny v kvantové tečce, pohybují se vysokou rychlostí v kruhových smyčkách kolem okraje tečky. Tyto proudové smyčky vytvářejí magnetické momenty, které jsou velmi citlivé na vnější magnetické pole.
Vědci z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, univerzity v Manchesteru (místo objevu grafenu) a japonského National Institute for Materials Science použili k vytvoření kvantových teček v grafenu rastrovací tunelový mikroskop (STM). Studie se zabývala kvantovými tečkami v jednovrstvém grafenu i ve dvouvrstvém grafenu s vrstvami různě pootočenými. Grafen byl usazen na izolační vrstvě hexagonálního nitridu boru. Napětí přiložené pomocí hrotu STM vytvářelo v nitridu boru náboje, které sloužily k elektrostatickému omezení (uzavření do tečky) elektronů v grafenu.
Takto vytvořený senzor vnějšího magnetického pole dokáže detekovat magnetická pole v nanoměřítku s vysokým prostorovým rozlišením. Pole z více kvantových teček by díky tomu mohlo např. mapovat rozložení magnetického pole nejen v různých materiálech/zařízeních, ale i v živých organismech. Pro praktické využití senzorů je možné i jednodušší uspořádání, bez nutnosti využívat mikroskop.
Ze studie také vyplývá, že grafenové kvantové tečky mohou potenciálně hostit obří trvalý proud (=bez potřeby vnějšího zdroje energie) ve slabém magnetickém poli. Takové uspořádání by se mohlo dát využít i pro kvantové výpočty.
Mimochodem, tisková zpráva Kalifornské univerzity v Santa Cruz v této souvislosti opakuje, že elektrony v grafenu se chovají, jako by měly nulovou hmotnost. Což se podává tak, že to neznamená, že by se pohybovaly rychlostí světla, ale že mezi energií a hybností platí stejný vztah jako u fotonů. Elektrony v grafenu jsou „ultrarelativistické objekty“.

Vladimir Fal’ko, Giant orbital magnetic moments and paramagnetic shift in artificial relativistic atoms and molecules, Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01327-0. www.nature.com/articles/s41565-023-01327-0
Zdroj: University of California – Santa Cruz/Phys.org

Nový výzkum spojuje kyslík s technologickou civilizací

Kyslík v atmosféře nemusí být spojen jen s životem složitým životem nebo vznikem inteligence. Adam …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close