Теперь исследователи из лаборатории Беркли в сотрудничестве с Институтом фундаментальных наук в Южной Корее, Университетом Монаша в Австралии и Калифорнийским университетом в Беркли разработали метод, позволяющий получать трехмерные изображения наночастиц в атомном масштабе, падающих в жидкости между листами графена. самый тонкий из возможных материалов. Их результаты были опубликованы 2 апреля в журнале Science.
"Это потрясающий результат. Теперь мы можем измерять положение атомов в трех измерениях с точностью в шесть раз меньшей, чем у водорода, самого маленького атома », – сказал соавтор исследования Питер Эрциус, научный сотрудник Molecular Foundry лаборатории Беркли.
В методике, называемой 3D SINGLE (структурная идентификация наночастиц с помощью электронной микроскопии графеновых жидких клеток), используется один из самых мощных микроскопов в мире в Молекулярной литейной лаборатории Беркли. Исследователи сделали тысячи изображений восьми наночастиц платины, «захваченных» в жидкости между двумя листами графена – так называемых «графеновых окон»."
Эти графеновые листы – каждый толщиной всего в один атом – «достаточно прочны, чтобы содержать крошечные карманы с жидкостью, необходимые для получения высококачественных изображений расположения атомов наночастиц», – пояснил Эрциус.
Затем исследователи адаптировали компьютерные алгоритмы, изначально разработанные для биологических исследований, чтобы объединить множество 2D-изображений в 3D-изображения с атомным разрешением.
Достижение, улучшающее методику, впервые описанную в 2015 году, знаменует собой важную веху для исследователей. «С помощью 3D SINGLE мы можем определить, почему такие маленькие наночастицы являются более эффективными катализаторами, чем более крупные в топливных элементах и водородных транспортных средствах», – сказал Эрциус.
Тонкая настройка магнитного вращения для более быстрых и компактных устройств памяти
В отличие от магнитных материалов, из которых изготавливается типичное запоминающее устройство, антиферромагнетики не прилипают к вашему холодильнику. Это потому, что магнитные спины в антиферромагнетиках противоположно выровнены и нейтрализуют друг друга.
Ученые давно предположили, что антиферромагнетики могут стать материалами для сверхбыстрой стабильной памяти. Но никто не мог понять, как манипулировать своей намагниченностью для чтения и записи информации в запоминающее устройство.
Теперь группа исследователей из лаборатории Беркли и Калифорнийского университета в Беркли, работающая в Центре новых путей к квантовой когерентности в материалах, исследовательском центре Energy Frontier, финансируемом U.S.
Министерство энергетики разработало антиферромагнитный переключатель для компьютерной памяти и приложений обработки. Их выводы, опубликованные в журнале Nature Materials, имеют значение для дальнейшей миниатюризации вычислительных устройств и персональной электроники без потери производительности.
Используя инструмент сфокусированного ионного пучка в Молекулярной литейной лаборатории Беркли, ученые – во главе с Джеймсом Аналитисом, научным сотрудником отделения материаловедения лаборатории Беркли, доцентом и заведующим кафедрой физики конденсированных сред в Калифорнийском университете в Беркли, – изготовили устройство с помощью атомарного метода. тонкие листы дисульфида ниобия, дихалькогенида переходного металла (TMD). Чтобы сформировать антиферромагнитный TMD, они синтезировали слои атомов железа между каждым листом дисульфида ниобия.
Соавторы исследования Нитьян Наир и Эран Манив обнаружили, что подача небольших импульсов электрического тока вращает спины антиферромагнетика, что, в свою очередь, переключает сопротивление материала с высокого на низкое.
К своему удивлению, они также обнаружили, что «эти магнитные спины можно переворачивать или манипулировать с помощью небольших приложенных токов, примерно в 100 раз меньших, чем те, которые используются в любых других материалах с аналогичным откликом», – сказал Analytis.
Затем исследователи планируют протестировать различные антиферромагнитные TMD в надежде идентифицировать систему, которая работает при комнатной температуре, и, таким образом, продолжить развитие области спиновой электроники или спинтроники, где информация передается за счет магнитного спина электронов.