Ученые из Европы и Китая создали органический материал, направлением вращения (спином) электронов в атомах которого можно управлять при помощи микроволн даже при комнатной температуре. Это позволяет использовать материал в качестве основы для высокотемпературных квантовых ячеек памяти и спинтронных вычислительных устройств и сенсоров, сообщила пресс-служба Кембриджского университета. Исследование опубликовано в среду в журнале Nature.
"Коллеги потратили годы на пока безуспешную разработку подходов, позволяющих связывать спин разных квантовых объектов. Мы пошли другим путем - мы избрали те спиновые характеристики, которых мы хотели добиться, и попросили химиков синтезировать молекулы с данными свойствами. В результате мы обрели возможность синхронизировать спин электронов в этих молекулах", - заявил профессор Кембриджского университета Ричард Фрэнд, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
В обычной микроэлектронике информация передается с помощью электрического заряда. В спиновой электронике, или спинтронике, информация представляется с помощью спина электрона - условного направления вращения частицы. Переход на управление спином позволит в разы сократить расходы энергии электроникой и на порядки ускорить процесс обработки информации.
Как отмечают исследователи, одно из главных препятствий для развития спинтроники и ее использования в квантовых вычислительных технологиях - сверхнизкие температуры, при которых приходится проводить все манипуляции со спинами частиц. Авторы новой работы приблизились к решению этой проблемы в ходе опытов с созданными ими органическими материалами.
Они состоят из молекул антрацена, ароматической углеводородной молекулы, а также присоединенных к ней цепочек нестабильного органического вещества TTM, способного поглощать энергию и излучать ее в виде частиц света в синей части видимого спектра. Ученые соединили ТТМ и антрацен таким образом, что их облучение микроволнами приводило к синхронизации спинов электронов в противоположных концах органических молекул.
Первые опыты с этим материалом указали на то, что он позволяет управлять спинами электронов и достаточно долго хранит информацию об изменениях не только при охлаждении до 10 градусов Кельвина (минус 263 градуса Цельсия), но и при комнатной температуре. Более того, последующие эксперименты указали на то, что эти соединения можно использовать в качестве долгоживущих кудитов, многоуровневых квантовых ячеек памяти.
Подобные ячейки памяти, как отмечают исследователи, достаточно дешево производить и их можно легко масштабировать. Это выгодно отличает разработанные органические соединения от "дефектных алмазов" и других кандидатов на роль основы для высокотемпературной спинтроники. Это позволит использовать их не только для создания квантовых вычислительных приборов, но и квантовых сенсоров, считают исследователи.
ТАСС
"Коллеги потратили годы на пока безуспешную разработку подходов, позволяющих связывать спин разных квантовых объектов. Мы пошли другим путем - мы избрали те спиновые характеристики, которых мы хотели добиться, и попросили химиков синтезировать молекулы с данными свойствами. В результате мы обрели возможность синхронизировать спин электронов в этих молекулах", - заявил профессор Кембриджского университета Ричард Фрэнд, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
В обычной микроэлектронике информация передается с помощью электрического заряда. В спиновой электронике, или спинтронике, информация представляется с помощью спина электрона - условного направления вращения частицы. Переход на управление спином позволит в разы сократить расходы энергии электроникой и на порядки ускорить процесс обработки информации.
Как отмечают исследователи, одно из главных препятствий для развития спинтроники и ее использования в квантовых вычислительных технологиях - сверхнизкие температуры, при которых приходится проводить все манипуляции со спинами частиц. Авторы новой работы приблизились к решению этой проблемы в ходе опытов с созданными ими органическими материалами.
Они состоят из молекул антрацена, ароматической углеводородной молекулы, а также присоединенных к ней цепочек нестабильного органического вещества TTM, способного поглощать энергию и излучать ее в виде частиц света в синей части видимого спектра. Ученые соединили ТТМ и антрацен таким образом, что их облучение микроволнами приводило к синхронизации спинов электронов в противоположных концах органических молекул.
Первые опыты с этим материалом указали на то, что он позволяет управлять спинами электронов и достаточно долго хранит информацию об изменениях не только при охлаждении до 10 градусов Кельвина (минус 263 градуса Цельсия), но и при комнатной температуре. Более того, последующие эксперименты указали на то, что эти соединения можно использовать в качестве долгоживущих кудитов, многоуровневых квантовых ячеек памяти.
Подобные ячейки памяти, как отмечают исследователи, достаточно дешево производить и их можно легко масштабировать. Это выгодно отличает разработанные органические соединения от "дефектных алмазов" и других кандидатов на роль основы для высокотемпературной спинтроники. Это позволит использовать их не только для создания квантовых вычислительных приборов, но и квантовых сенсоров, считают исследователи.
ТАСС
