研究人员探索具有可调特性的独特材料

如果您足够大,那么周围可能还有一盒盒式盒式盒子或VHS磁带。这些存储设备在1970年代和80年代很受欢迎,但此后已被CD和其他数字媒体取代。

现在,研究人员正在对氧化铬,磁性化合物曾经用来覆盖此类磁带的表面。

在一项新的研究中,ASU生物设计中心的研究人员Scott Sayres和Jacob Garcia在应用结构发现中心和ASU的分子科学学院,使用质谱和超快激光脉冲,以前所未有的细节来审查氧化物。亚博老虎机网登录

“已知铬氧化物具有真正令人兴奋的磁性和电子特性,”赛尔斯说。“它们是一种非常独特的材料,在分子水平上鲜为人知。“当前研究的令人惊讶的发现之一是,在铬化合物中添加氧原子会提高其金属性能,并且可以非常精确地控制这些改变。

结果为新的电子产品打开了大门,该电子产品可能很快达到了最小的规模,从而设计了可调的,分子大小的组件,这些组件可能会大大提高新设备的加工和存储能力。

这些发现出现在本期的美国化学学会杂志(JACS),描述氧化铬原子簇的行为,可以微调以改变其导电,这是根据存在的氧原子的数量,是电力,半导体或绝缘子的电线样导体。

这些创新是被称为Spintronics的电子产品变化的一部分。尽管常规电子设备控制电荷的流动,但SpinTronics还利用自旋(电子的量子特性),可能允许更大的存储容量和数据传输速度。

这个基本思想以磁性计算机硬盘驱动器的形式进入了1990年代后期的第一批消费产品,它们是其前辈的存储容量的数百倍。

铬氧化物由于高自旋极性而特别适合这种应用,这是根据氧原子的数量(或氧化态)的数量,对铬簇可以假设的电导范围量度。

氧化铬被称为半金属,是一种由氧和铬原子组成的无机化合物,它们结合形成晶体结构。一级半金属提及以下事实:其电性能可以在高电导金属行为和低电导隔热行为之间变形,具体取决于其电子构型。

在当前的研究中,飞秒激光被用作摄像机来观察激发态电子的运动,捕获以飞秒时间尺度或十亿秒的十亿分之一发生的动态事件。当将氧原子添加到铬簇中时,观察到绝缘和金属传导性能之间的细微过渡。

“我们试图采用氧化铬铬的最小构建块,并通过原子更改原子,”Sayres说。结果表明,氧化铬的大量特性仍然存在于极小的规模。“这意味着我们可以用很少的材料制造新设备,并且仍然具有铬氧化物所闻名的这些令人兴奋的电子特性。”

除了新一代熟悉的电子设备之外,基于氧化铬的旋转型旋转器可能有助于为量子计算铺平道路。

来源:https://www.asu.edu/

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