Метод, основанный на использовании света, позволяет точно контролировать сверхбыстрый поток электронов в сканирующем туннельном микроскопе

Что потребуется, чтобы наблюдать за движением электрона в материале? Физикам необходимо увидеть отдельные атомы и зафиксировать движение электрона в невероятно короткие промежутки времени. Команда под руководством Техниона объединила эти две возможности в сканирующем туннельном микроскопе, используя тщательно сформированные лазерные импульсы для управления направлением потока электронов, сохраняя при этом пространственное разрешение на наномасштабном уровне. Исследование, проведенное под руководством Михаэля Крюгера с физического факультета Техниона и опубликованное в журнале Nature Photonics, основано на микроскопе с исключительно острым кончиком иглы. Когда кончик иглы подносится очень близко к поверхности, электроны могут пересекать зазор благодаря квантовому эффекту, называемому туннелированием. Возникающий в результате ток позволяет картировать мельчайшие особенности поверхности. До сих пор отслеживание быстрого движения электронов внутри этого крошечного зазора представляло собой серьезную проблему.

Электрическое управление наведенным магнетизмом в воздухоустойчивом двумерном полупроводнике

Учёные из Национального университета Сингапура (NUS) в сотрудничестве с учеными из учреждений Швейцарии, Чехии и Германии продемонстрировали способ введения магнетизма в изначально немагнитный двумерный (2D) полупроводник и последующего управления его магнитными свойствами с помощью электрического напряжения. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, создают новую платформу для исследования электрически управляемого магнетизма в атомарно тонких материалах, что может иметь потенциальное значение для будущих спинтронных технологий.

Соединение урана, известное с 1960-х годов, демонстрирует скрытую спиральную структуру с необычными магнитными свойствами

Учёные из Техасского университета в Далласе обнаружили необычную атомную структуру в материале на основе урана, которая придает ему редкое сочетание магнитных свойств (была обнаружена ранее неизвестная хиральная сверхрешетка в кристалле оксителлурида урана UOTe). Это открытие может дать новые возможности для разработки передовых электронных и компьютерных запоминающих устройств. Работа была опубликована 7 октября в журнале Nature.

Сосуществование резонансных мод металла и диэлектрика в единой наноструктуре гиперболического материала

Металлические наноструктуры исключительно эффективно концентрируют свет в крошечных объемах, в то время как диэлектрические наноструктуры превосходно накапливают свет с минимальными потерями энергии. Традиционно для объединения этих взаимодополняющих свойств требовались сложные гибридные структуры, в которых смешиваются два оптических режима, что затрудняло их независимое управление. Поэтому достижение обоих типов резонанса в рамках одной наноструктуры без интерференции мод остается серьезной проблемой в нанофотонике, ограничивающей разработку компактных многофункциональных оптических устройств. Для решения этой задачи учёные разработали наноструктуры с использованием природного гиперболического двумерного материала MoOCl₂, который ведет себя как металл вдоль одного кристаллического направления и как диэлектрик вдоль перпендикулярного направления, что позволяет сосуществовать двум принципиально различным резонансным модам в пределах одной наноструктуры. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

Визуализация разориентации и деформации отдельных дислокаций в GaN с помощью дифракции обратнорассеянных электронов

Учёные из Ливерпульского университета и Университета Стратклайда, продемонстрировали эффективный способ выявления мельчайших кристаллических дефектов, которые могут снижать эффективность светодиодных материалов. Это достижение может помочь лучше понять, как образуются эти дефекты, и способствовать разработке более эффективных электронных и оптоэлектронных устройств. Работа опубликована в журнале Acta Materialia.

Сверхбыстрая сканирующая туннельная микроскопия впервые достигает квантово-механического пространственно-временного предела

Физики обнаружили, что местоположение и временная эволюция электрона не могут быть измерены одновременно с произвольной точностью. Этот так называемый пространственно-временной предел имеет важное значение для будущих применений. Работа опубликована в журнале Nature Photonics.

Индуцированное светом квантовое трение углеродных нанотрубок в воде

Группа исследователей из Бохума, Германия, неожиданно обнаружила, что свет может замедлять движения в наномире. Это связано с квантовым трением — явлением, которое до сих пор было плохо изучено. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Ожидалось, что свет будет нагревать частицы или приводить их в движение. Однако, в водном растворе флуоресцентные углеродные нанотрубки движутся гораздо медленнее после облучения светом. В ходе этого процесса константа диффузии уменьшается с увеличением интенсивности света, что связано с прямой связью между электронами в твердом теле и молекулами жидкости.

Лазерно-индуцированное зарождение хопфионов в хиральном магните

В работе, опубликованной в журнале Nature Physics, шведско-немецко-люксембургско-китайская группа учёных обнаружила магнитные хопфионы. Эксперименты проводились на хиральных магнитных кристаллах. Физики изучали тонкие пленки железа-германия (FeGe) толщиной около 110–200 нанометров. Прорыв стал возможен благодаря использованию фемтосекундных лазерных импульсов.

Метод атомно-колоночной микроскопии позволяет обнаружить скрытые магнитные структуры в антиферромагнетиках

Антиферромагнитные материалы с антипараллельными атомными спинами и нулевой суммарной намагниченностью являются быстрыми и устойчивыми к внешним магнитным помехам, что делает их идеальными для высокоскоростных спинтронных устройств высокой плотности. Однако их нулевая суммарная намагниченность затрудняет традиционную визуализацию, поскольку методы, основанные на нейтронах или синхротронном излучении, имеют ограниченное разрешение и не позволяют легко исследовать микроскопические области или границы раздела. Группа учёных разработала метод электронного магнитного кругового дихроизма (ЭМКД) с разрешением по атомному столбцу, позволяющий визуализировать антиферромагнитный порядок на атомном уровне. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Если наноалмаз размером 4 нанометра подвергнуть сильному давлению, он станет гибким

Учёным известно, что наноалмазы, которые в тысячи раз меньше песчинки, могут выдерживать растяжение или сжатие, разрушающее обычный алмаз. Но никто не знал, как именно это происходит. В статье, опубликованной в журнале Physical Review X, Чунсинь Шань из Чжэнчжоуского университета в Китае и его коллеги исследовали алмазы размером всего в четыре нанометра, чтобы посмотреть, как они реагируют на давление. Согласно публикации, по мере уменьшения размера алмазы становились значительно менее жесткими. В то время как алмаз размером 13 нанометров почти так же тверд, как алмазы, используемые в ювелирных изделиях, алмаз размером 4 нанометра примерно на 30% мягче.