據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月8日報道,美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種性能穩(wěn)定的新型“超原子”,是由1個鐵原子和8個鎂原子集結(jié)而成的原子簇,具有令人不可思議的磁性??茖W(xué)家們認為,電性和磁性兼?zhèn)涞倪@種超原子可用來組裝分子電子設(shè)備,從而為下一代處理器、存儲器和量子計算機的研制奠定基礎(chǔ)。
弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的物理學(xué)教授施夫?漢納領(lǐng)導(dǎo)的團隊發(fā)現(xiàn)了該超原子。他們在《美國國家科學(xué)院院刊》上報告稱,不具有磁性的鎂元素在新型超原子中被鐵原子磁化,也擁有了磁性。新的超原子擁有一個磁矩,其大小為4玻爾磁子,大約為固體磁鐵中鐵原子磁矩的兩倍。磁矩是該原子簇磁強度的衡量指標(biāo)。盡管元素周期表中有100多種元素,但在固態(tài)下表現(xiàn)出磁性的只有9種?!拔覀兊难芯空业搅艘环N新方法,通過控制不具有磁性的元素同單個具有磁性的原子的結(jié)合,讓本身不具有磁性的元素擁有磁性。”漢納說。
該研究團隊還發(fā)現(xiàn),當(dāng)原子簇擁有8個鎂原子時,其充滿電子的殼層與未填滿的殼層幾乎完全分離,從而獲得非凡的穩(wěn)定性。當(dāng)一個原子的最外層被填滿并且與未填滿的殼層分開時,該原子處于一種穩(wěn)定的狀態(tài),惰性氣體的原子就是如此。
這種兼具磁性和導(dǎo)電性的超原子將在分子電子設(shè)備領(lǐng)域大展拳腳。分子電子設(shè)備是用單個分子、超分子或分子簇代替硅基半導(dǎo)體晶體管等固體電子學(xué)元件來組裝邏輯電路,乃至組裝完整的分子計算機。分子設(shè)備使具有特定自旋方向的電子能流動,可以用于量子計算機中?;蛟S未來據(jù)此組裝出的分子設(shè)備能用來制造更緊密的集成設(shè)備、數(shù)據(jù)處理速度更快的存儲器乃至量子計算機等。
新的超原子還會優(yōu)先使朝特定方向自旋的電子遍及整個原子簇,漢納團隊正在對新的超原子的集合進行研究。他表示,將超原子集合在一起或許可以用于制造自旋電子設(shè)備??使用電子自旋來合成新的存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)處理過程。
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