С помощью квантово-механических эффектов впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением

Учёные из Регенсбурга и Бирмингема преодолели фундаментальное ограничение оптической микроскопии. С помощью квантово-механических эффектов им впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением. Невероятное разрешение достигается за счет приближения острого металлического наконечника к поверхности исследуемого материала на чрезвычайно близкое расстояние — зазор меньше размера одного атома. Система освещается лазером непрерывного излучения, «сжимающим» инфракрасный свет в крошечный зазор и концентрирующим его на вершине наконечника. Такое ограничение света позволяет обойти дифракционный предел и обеспечивает пространственное разрешение порядка радиуса кривизны вершины наконечника — обычно около 10 нанометров. Результаты их работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Накопление или истощение электронов на скрученном интерфейсе двухслойного титаната стронция при локальном атомном расположении

Было установлено, что простое скручивание и укладка двух слоев оксидных кристаллов позволяет атомной структуре контролировать поведение электронов. Подобно новым структурам, возникающим при наложении и вращении двух сеток, скрученный оксидный интерфейс образует специфические атомные конфигурации, которые действуют как "невидимый забор", либо захватывая, либо отталкивая электроны. Изучение механизма, лежащего в основе этого явления в скрученных оксидных интерфейсах, образующихся при определенных углах поворота, опубликовано в качестве главной статьи в журнале ACS Nano.

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.