تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور

0 8 740x414 - تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور

تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور

ایرنا : محققان دانشگاه لینکوبین و انستیتوی فناوری در سوئد رابط جدیدی را برای تبدیل اطلاعات ذخیره شده توسط اسپین الکترون ها به نور، در دمای اتاق توسعه دادند که قادر است دنیای فناوری اطلاعات را متحول کند.

n83058816 72590413 - تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور
علم فیزیک – تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور

به گزارش گروه اخبار علمی ایرنا از پایگاه خبری ساینس دیلی، این رابطه علاوه بر حفظ و بهبود سیگنال اسپین الکترون ها (یکی از ویژگی های ذاتی الکترون) در دمای اتاق، قادر است این سیگنال ها را به سیگنال های متناظر و دست سان (chiral) نوری تبدیل کند که در راستای موردنظر منتقل می شوند. موج دست سان موجی است که متقارن به نظر می رسد؛ اما در واقع یک تصویر آیینه ای انطباق ناپذیر است.
در فناوری های جدید از نور و بار الکتریکی به عنوان ابزار ذخیره و انتقال اطلاعات استفاده می شود. شاخه ای از علم الکترونیک که به بررسی اسپین و بار الکترون ها می پردازد با عنوان اسپینترونیک شناخته می شود. الکترون ها نیز مانند زمین به صورت ساعت گرد یا پادساعت گرد، حول محور خود گردش می کنند. در علم اسپینترونیک هریک از این راستاهای گردش به عنوان صفر یا یک شناخته می شوند و در نتیجه با استفاده از راستای گردش الکترون که اسپین نامیده می شود، می توان اطلاعات را ذخیره کرد.
اساسا اطلاعات ذخیره شده توسط اسپین ها را می توان با استفاده از یک دستگاه مبدل به نور تبدیل کرده و آن را با استفاده از فیبرهای نوری به نقاط دوردست منتقل کرد. فناوری مورد استفاده برای این کار با عنوان اسپینترونیک نوری شناخته می شود. انتقال اطلاعات با استفاده از فناوری اسپینترونیک نوری بر این اصل استوار است که وضعیت اسپین الکترون تعیین کننده ویژگی های نور تولید شده است. اما مشکل این است که با افزایش دما اسپین الکترون ها به سادگی تغییر می کند و در دمای اتاق اسپین الکترون ها تقریبا به طور تصادفی مشخص می شود. بدین ترتیب با وجود این که قابلیت انتقال اطلاعات در دمای اتاق برای توسعه فناوری های جدید مبتنی بر اسپینترونیک نوری امری ضروری است، نمی توان از این فناوری در دمای اتاق استفاده کرد.
اکنون محققان سوئدی فناوری جدیدی را توسعه دادند که به عنوان یک رابط کارآمد اسپین- نور عمل کرده و امکان استفاده از فناوری اسپینترونیک نوری را برای تبدیل اسپین الکترون ها به سیگنال نوری در دمای اتاق فراهم می کند.
کلید این فناوری، ماده ای است که از نانوستون هایی از جنس گالیم نیتروژن آرسنید (GaNA) با ارتفاع حدود ۲ نانومتر تشکیل شده است. این نانوستون ها در یک ساختار لایه ای روی یکدیگر قرار گرفته اند و در بین آن ها لایه نازکی از گالیم آرسنید وجود دارد. این ماده به گونه ای طراحی شده است که در بین هر یک میلیارد اتم گالیم، یک اتم دارای جابه جایی است. این نقص ساختاری که به طور عمدی توسط محققان ایجاد شده، عملکردی مانند فیلتر دارد و امکان جداسازی الکترون های دارای اسپین ناخواسته و حفظ اتم های دارای اسپین مناسب را فراهم می کند.
این ساختار امکان هدایت موثر نور را به سادگی فراهم می کند. محققان امیدوارند این تحقیقات الهام بخش طرح های جدیدی برای رابط های نور و اسپین باشد و راه را برای فناوری اسپینترونیک نوری هموارتر کند.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.

علم فیزیک ، فیزیک ، علم ، حالت جامد ، تبدیل اطلاعات از اسپین الکترون به نور

این مطالب رو هم پیشنهاد می‌کنیم ببینید

درباره نویسنده: farrokh

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *