科学者たちはキラルな性質を持つ物質の新しい状態を発見した

研究者らは、量子エレクトロニクスと量子技術に革命をもたらす可能性があるカイラル電流を伴う物質の新しい量子状態を特定した。 この成果は、イタリアの Elettra シンクロトロンを使用した直接観測によって確認されており、センサー、生物医学、再生可能エネルギーに幅広い応用が可能です。 クレジット: SciTechDaily.com

国際研究グループは、カイラル電流として知られる量子現象の存在を特徴とする、新しい物質の状態を特定しました。

これらの電流は、スピンとして知られる電子の量子特性と結晶内での配列から特性が生じる従来の磁性材料とは異なり、電子の協調運動によって原子スケールで生成されます。

キラリティの重要性

たとえば、分散化は科学において非常に重要な特性であり、それを理解することも必要です DNA。 発見された量子現象では、適切な電流が分極される光と物質の間の相互作用を研究することによって、電流のキラリティーが明らかになりました。 光子 電子は、明確に定義されたスピン状態を持つ物質の表面から放出されます。

この発見は、 自然、量子材料、キラル量子相の探索、材料表面で起こる現象に関する知識が大幅に充実します。

潜在的な用途と影響

「これらの量子状態の存在の発見は、電子の電荷の代わりにカイラル電流を情報伝達体として使用する新しいタイプのエレクトロニクスの開発への道を開く可能性があります」と、米国の物性物理学の研究者フェデリコ・マッツォーラは説明する。ヴェネツィアのカフォスカリ大学教授で研究チーム長 これらの現象は、新しいキラル光電子デバイスに基づく将来の応用に重要な影響を与え、新しいセンサーのための量子技術の分野やセンサーの分野にも大きな影響を与える生物医学と再生可能エネルギー。

発見と検証

理論的予測に基づいて生まれたこの研究は、イタリアのシンクロトロン エレットラの使用により、これまで神秘的でとらえどころのないままであったこの量子状態の存在を初めて直接証明しました。 これまで、この現象の存在に関する知識は、実際には特定の材料に関する理論的な予測に限られていました。 固体材料の表面に関する彼らの観察は、新しい超薄型電子デバイスの開発にとって非常に興味深いものとなっています。

この研究グループには、ヴェネチアのカフォスカリ大学、SPIN研究所、CNRマテリアルズオフィチーナ研究所、サレルノ大学などの国内外のパートナーが含まれており、その電子特性について科学界にすでに知られている物質の現象を調査しました。 。 超伝導スピンエレクトロニクスへの応用が対象ですが、この新しい発見はより広い範囲を持ち、より一般的であり、広範囲の量子材料に適用できます。

これらの材料は、古典物理学で記述される特性をはるかに超える特性を持ち、量子物理学と現在の新技術開発に革命をもたらしています。

参考文献: 「表面軌道らせん石化の兆候」フェデリコ・マッツォーラ、ヴォイチェフ・ブルゼスキー、マリア・テレサ・メルカルド、アニタ・グアリーノ、キアラ・ベッジ、ジル・A. 三輪、ドメニコ・ディ・ファツィオ、アルベルト・クリバルディ、ジョン・フジイ、ジョルジョ・ロッシ、パスクワーレ・オルジャーニ。 サンディープ・クマール・チャルヴァディ、シニ・ポンナトゥム・シャリール、ジャンカルロ・パナッチョーニ、アヌパム・ヤナ、ヴィンセント・ポリウジッチ、イヴァナ・ヴォボルニク、チャンヨン・キム、ファビオ・ミリート＝グラノツィオ、ロサルバ・フィッティパルディ、カーマイン・オルテックス、マリオ・コッコ、アントニオ・ベッキオーネ、2024年2月7日、 自然。
土井: 10.1038/s41586-024-07033-8