17-04-2024
2 edycja Targów LABS EXPO za nami!
117 Wystawców z Polski i z zagranicy, a targi odwiedziło 2086 osób.
|
Zamknij X
|
Elektrony w grafenie niosą nie tylko ładunek elektryczny i informację o spinie, ale również informację o tzw. pseudospinie. Badania ostatniej z tych cech umożliwić mogą rozwój zupełnie nowego działu technologii - dolinotroniki (analogicznie do elektroniki i spintroniki). Teorię, która może pomóc w rozwoju dolinotroniki tworzy laureat Nagrody Narodowego Centrum Nauki dr hab. Adam Rycerz z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. "Moje badania dotyczyły teoretycznych podstaw działania części składowych grafenowego komputera kwantowego" - mówi w rozmowie z PAP fizyk.
Badacz na warsztat wziął to, co dzieje się w gazie elektronów uwięzionych w grafenie. Grafen to atomowej grubości struktura złożona z węgla. Ma bardzo interesujące właściwości, m.in.: świetnie przewodzi prąd i ciepło, jest rozciągliwy i wytrzymały. Jego wyjątkowe cechy związane są m.in. z dziwaczną naturą kwantową elektronów z atomów węgla, które poruszają się w tej strukturze. Otóż elektrony - cząstki przecież obdarzone masą, w grafenie zachowują się - przynajmniej z punktu widzenia obserwatora - jakby nie miały masy - opowiada dr Rycerz.
"Elektrony nie są takie jak ludzie - one są identyczne, nierozróżnialne" - mówi naukowiec. Wyjaśnia jednak, że cząstki takie w grafenie daje się opisać za pomocą liczb kwantowych - stopni swobody. "Najprostszą liczbą kwantową jest ładunek. Bo elektron ma swój ładunek elektryczny. Drugą liczbą kwantową jest spin. Można powiedzieć, że elektron ma mały magnesik, który może być obrócony w górę lub w dół" - opowiada. Dodatkowo jednak, kiedy elektron znajduje się np. w grafenie, cząstka zyskuje kolejny stopień swobody - tzw. sztuczny spin, czy też pseudospin. To cecha niezależna od zwykłego spinu. Może się więc okazać, że elektron w grafenie znajduje się w dolinie K albo K'. "Matematycznie jest to tak, jakby istniał fikcyjny magnesik w innej przestrzeni" - opowiada fizyk.
Operowanie ładunkami umożliwiło rozwój elektroniki (prąd - elektron z ładunkiem albo jest, albo go nie ma). Manipulowanie kolejnym stopniem swobody elektronów - spinem - umożliwiło powstanie spintroniki. A umiejętność operowania pseudospinem otwiera przed nami nową dziedzinę technologii - dolinotronikę (valleytronics).
Dr Rycerz z kolegami z UW oraz z Uniwersytetu w Lejdzie (Holandia) stworzył teorię i wykonał symulacje komputerowe, które pokazują, jak można byłoby z prądu płynącego przez grafen odsiewać elektrony o określonym pseudospinie. Dr Rycerz pokazał, że do tego trzeba by było przepuścić prąd przez lejek - filtr o wielkości 10-20 nm. "Prąd po przejściu przez ten lejek będzie całkowicie spolaryzowany. Elektrony w przestrzeni dolinowych stopni swobody będą ustawione w jedną stronę. Wydaje się, że łącząc takie układy w serie, będzie można prowadzić operacje logiczne na elektronach" - opowiada dr Rycerz.
To, co robił dr Rycerz, to tylko badania teoretyczne. "Nawet gdyby zbudować filtr, nie wiadomo jeszcze, jak go kontrolować, a więc sprawdzić, czy na pewno działa" - zwraca uwagę fizyk.
"Zanim zbudowano kompas i wykorzystano go w żegludze, w Chinach były już od dawna znane zabawki z materiału magnetycznego, który zachowywał orientację stron świata. My jesteśmy na razie na etapie projektowania takich zabawek. Ale dzisiaj rozwój techniczny idzie szybciej. Mam nadzieję, że na zastosowania naszych badań nie trzeba będzie czekać setki czy tysiące lat..." - żartuje dr Rycerz.
Nagroda NCN to coroczna inicjatywa Narodowego Centrum Nauki, której celem jest promowanie wybitnych naukowców prowadzących badania podstawowe (czyli prace eksperymentalne i teoretyczne podejmowane przede wszystkim w celu zdobycia nowej wiedzy, bez nastawienia na bezpośrednie zastosowanie komercyjne) w Polsce. Laureatem może zostać uczony do 40. roku życia, a wyróżnione osiągnięcia muszą powstać w wyniku prac eksperymentalnych i teoretycznych. PAP - Nauka w Polsce jest jednym z patronów medialnych Nagród NCN.
Autor: Ludwika Tomala
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
117 Wystawców z Polski i z zagranicy, a targi odwiedziło 2086 osób.
Rak dróg żółciowych to mało znana i dość rzadka choroba.
Jazda na rolkach przynosi liczne korzyści zdrowotne.
Obywatele będą odgrywać dużą rolę w transformacji energetycznej.
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.
Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.
Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:
dopasować treści stron i ich tematykę, w tym tematykę ukazujących się tam materiałów do Twoich zainteresowań,
dokonywać pomiarów, które pozwalają nam udoskonalać nasze usługi i sprawić, że będą maksymalnie odpowiadać Twoim potrzebom,
pokazywać Ci reklamy dopasowane do Twoich potrzeb i zainteresowań.
Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.
Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.
Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.
Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
Recenzje