Создан самый маленький датчик вибрации в квантовом мире

Углеродные нанотрубки и магнитные молекулы считаются стандартными блоками будущих наноэлектронных систем.

Их электрические и механические свойства играют важную роль. Ученые из технологического университета Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology) и их французские коллеги из Гренобля и Страсбурга нашли способ объединить оба компонента на атомном уровне и построить квантово-механическую систему с совершенно уникальными свойствами.

В ходе эксперимента ученые использовали углеродную нанотрубку, которая была установлена между двумя металлическими электродами, охватывая расстояние около 1 микрометра, и могла вибрировать механически. Затем они применили органическую молекулу с магнитным спином, возникшим благодаря внедренному атому металла. Этот спин ориентирован во внешнем магнитном поле.

«В данном случае мы показали, что на колебания трубки влияет непосредственно поворот спина параллельно или антипараллельно магнитному полю», пояснил Марио Рубен. Когда спин меняется, полученная отдача передается углеродной нанотрубке, и последняя незамедлительно начинает вибрировать. Вибрация изменяет межатомные расстояния трубки и ее проводимость, которая используется в качестве меры движения.

Сильное взаимодействие между магнитным спином и механической вибрацией открывает интересные применения помимо определения состояний движения углеродной нанотрубки. Существует идея определить массы отдельных молекул и измерить магнитные силы в нанорежиме. Допускается также использование в качестве квантового бита в квантовых компьютерах.

Согласно дополнительной информации, опубликованной в выпуске издания Nature Nanotechnology, подобные взаимодействия имеют высокое значение в квантовом мире, то есть в диапазоне дискретных энергий и туннельных эффектов, для будущего использования наноскопических эффектов в макроскопическом применении. Комбинация спина, вибрации и вращения в наномасштабе в частности может привести к совершенно новым приложениям и технологиям.

18.03.2013