Электрически настраиваемая квантовая интерференция атомных спинов на поверхностях

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, продемонстрирован полностью электрический контроль квантовой интерференции в отдельных атомных спинах на поверхности. Используя специально созданный усовершенствованный сканирующий туннельный микроскоп с электронным спиновым резонансом (ESR-STM), учёные разработали полностью электрический метод управления квантовой интерференцией LZSM (интерференция Ландау-Зенера-Штюкельберга-Майораны) в отдельных и связанных атомных спинах на изолирующих пленках.

Простое решение позволяет получать сверхтонкие листы сульфида олова для электроники следующего поколения

Группа исследователей из Университета Тохоку, Национального института квантовой науки и технологий (QST) и Кембриджского университета продемонстрировала новый способ создания уникального материала под названием сульфид олова (SnS), который проводит электричество и реагирует на свет уникальным образом — может помочь в создании более совершенных и компактных электронных устройств. Результаты их работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Связь между спином электронов и переносом протонов в хиральных биологических кристаллах

Протоны являются основой биоэнергетики. Способность перемещать их через биологические системы необходима для жизни. Новое исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences впервые показывает, что перенос протонов напрямую зависит от спина электронов при измерении в хиральных биологических средах, таких как белки. Другими словами, движение протонов в живых системах не является чисто химическим; это также квантовый процесс, включающий спин электрона и молекулярную хиральность.

Блокировка спин-долин с синхронной кристаллической симметрией при комнатной температуре в слоистом металлическом кандидате на роль альтернативного магнита

Представлено первое экспериментальное наблюдение двумерного слоистого переменного магнита при комнатной температуре, что подтверждает теоретические предсказания, сделанные профессором Лю в журнале Nature Communications в 2021 году. Результаты опубликованы в журнале Nature Physics.

Скрытое сверхпроводящее состояние в NbSe₂

Обнаружен неожиданный сверхпроводящий переход в чрезвычайно тонких пленках диселенида ниобия (NbSe₂). В публикации в Nature Communications уведомляется, что когда эти пленки становятся тоньше шести атомных слоев, сверхпроводимость больше не распространяется равномерно по всему материалу, а вместо этого ограничивается его поверхностью. Это открытие бросает вызов предыдущим предположениям и может иметь важные последствия для понимания сверхпроводимости и разработки передовых квантовых технологий.

С помощью одного кубита разработан новый способ измерения высокоскоростных флуктуаций в магнитных материалах

Работая в наномасштабе, группа ученых под руководством Национальной лаборатории Оук-Ридж Министерства энергетики открыла новый способ измерения высокоскоростных флуктуаций в магнитных материалах. В работе был использован специализированный инструмент, называемый сканирующим микроскопом центра азотной вакансии в Центре нанофазных материаловедения, пользовательском объекте DOE Office of Science в ORNL. Центр азотной вакансии — это дефект атомного масштаба в алмазе, где атом азота занимает место атома углерода, а соседний атом углерода отсутствует, создавая особую конфигурацию квантовых спиновых состояний. В микроскопе центра азотной вакансии дефект реагирует на статические и флуктуирующие магнитные поля, что позволяет ученым обнаруживать сигналы на одном спиновом уровне для изучения наномасштабных структур.

Синтезирован и исследован 2D монослойный аморфный углерод, который в восемь раз прочнее графена

В графене, одном из прочных материалов на Земле, после формирования имеет склонность образовывать трещины, которые приводят к внезапному разрушению. Однако новый углеродный материал, известный как монослойный аморфный углерод (МАУ), является одновременно прочным и жестким. Согласно новому исследованию ученых и сотрудников Университета Райса, опубликованному в журнале Matter, МАУ в 8 раз прочнее графена. Как и графен, МАУ также является двумерным или одноатомным материалом. Но в отличие от графена, где атомы расположены в упорядоченной (кристаллической) гексагональной решетке, МАУ является композитным материалом, который включает как кристаллические, так и аморфные области. Именно эта композитная структура придает MAC его характерную прочность.

Пространственно-временная топология пар плазмонных спин-меронов, выявленная с помощью поляриметрической фотоэмиссионной микроскопии

Одним из наиболее мощных инструментов для изучения плазмонных волн является электронная микроскопия с временным разрешением, которая для наблюдения за волновым поведением использует ультракороткие лазерные импульсы. Недавно международная исследовательская группа существенно расширила границы этого метода. Как сообщается в Advanced Photonics, чтобы захватить полное электрическое поле плазмонных волн, учёные использовали несколько лазерных импульсов с задержкой по времени четырех разных поляризаций. Такой подход позволил достичь ранее невозможного уровня точности. Это исследование показывает, что теперь можно изучать сложные спиновые текстуры с высокой точностью и в чрезвычайно короткие сроки. Способность точно реконструировать полные электрические и магнитные поля поверхностных плазмон-поляритонов открывает новые возможности для изучения топологических свойств ближних электромагнитных полей, что может иметь важные последствия для будущих технологий на наноуровне.

Индуцированная бором трансформация ультратонких пленок золота в двумерные металлические наноструктуры

Созданы почти автономные наноструктурированные двумерные (2D) монослои золота — впечатляющий результат в области инженерии наноматериалов, который может открыть новые возможности в катализе, электронике и преобразовании энергии. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Учёные вырастили монослои золота на иридиевой подложке и внедрили атомы бора на границе раздела между золотом и иридием. Эта инновационная технология позволила получить подвешенные моноатомные листы золота, которые имели гексагональную структуру с наноразмерными треугольными узорами. Включение бора повысило стабильность и структурную целостность слоев золота, позволяя формироваться наноструктурам. Анализ подтвердил, что внедрение бора облегчает переход от 3D-к преимущественно 2D-металлическим связям, фундаментально меняя электронное поведение слоев золота. Это преобразование подчеркивает уникальную природу синтезированных пленок, поскольку традиционные методы обычно не могут поддерживать стабильную двумерную металлическую форму, что приводит вместо этого к небольшим или нестабильным структурам.

Генерация высокоточных структурированных световых полей с помощью ультратонкого многомодового волокна с использованием фазового восстановления

Свет, передаваемый по оптическому волокну, искажается по мере распространения. Когда размер волокна приближается к ширине человеческого волоса, это искажение приводит к появлению явно случайного зернистого рисунка. Новые подходы по исправлению искажений приводят к несовершенным световым лучам, что делает их непригодными для микроскопии сверхвысокого разрешения или широкоугольной микроскопии. Команда учёных продемонстрировала, что можно заранее сформировать свет так, чтобы он мог генерировать любой желаемый оптический рисунок, даже после искажения. Метод, опубликованный в Advanced Optical Materials, обеспечивает беспрецедентный контроль над амплитудой, фазой и поляризацией луча на выходе волокна. В эксперименте были продемонстрированы проекции экзотических узоров света, таких как лучи Бесселя, лучи Эйри и лучи Лагерра-Гаусса, каждый из которых обладает уникальными свойствами, лежащими в основе современных методов микроскопии.