นักวิจัยในสวิตเซอร์แลนด์และอิตาลีได้พัฒนาวิธีการสร้างกระแสของอิเล็กตรอนด้วยสปินควอนตัมที่รู้จัก โดยไม่จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็กภายนอกขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยให้สามารถพัฒนาอุปกรณ์ที่เข้ากันได้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีตัวนำยิ่งยวด ซึ่งเป็นการปูทางสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงรุ่นต่อไป หลังจากการค้นพบความต้านทานต่อสนามแม่เหล็กขนาดยักษ์
ตลอดจน
การสังเกตการฉีดสารหมุนและการตรวจจับโลหะในช่วงปลายทศวรรษ 1980 การวิจัยแขนงหนึ่งที่เรียกว่า “สปินทรอนิกส์” เกิดขึ้นเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงซึ่งใช้ประโยชน์จากการหมุนของอิเล็กตรอน ระบบสปินโทรนิกส์ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ได้รับความสนใจเป็นพิเศษจากการวิจัย
เนื่องจากเซมิคอนดักเตอร์สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความจุของอุปกรณ์ แต่เพื่อสร้างอุปกรณ์สปินโทรนิกส์ที่เป็นประโยชน์ นักวิจัยจำเป็นต้องสามารถควบคุมและตรวจจับสถานะการหมุนของอิเล็กตรอนได้ด้วยความแม่นยำสูง
ควบคุมการหมุนของอิเล็กตรอน วิธีหนึ่งในการควบคุมกระแสการหมุนของอิเล็กตรอนคืออุปกรณ์ที่เรียกว่า “วาล์วหมุน” ซึ่งโดยปกติจะประกอบด้วยวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กประกบอยู่ระหว่างวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก การกำหนดค่าวัสดุนี้ช่วยให้อิเล็กตรอนที่มีสปินเดียวสามารถแพร่กระจายผ่านอุปกรณ์
ในขณะที่สปินตรงข้ามจะสะท้อนหรือกระจายออกไป สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแพร่กระจายของสปินขึ้นอยู่กับการจัดตำแหน่งของโมเมนต์แม่เหล็กในเฟอร์โรแมกเนติก ดังนั้น จึงมีการสร้าง “กระแสโพลาไรซ์แบบหมุน” นี่คือการไหลของอิเล็กตรอนที่ตามทฤษฎีแล้ว ทั้งหมดอยู่ในสถานะสปินที่ตั้งไว้
(สปินขึ้นทั้งหมดหรือสปินดาวน์ทั้งหมด)อย่างไรก็ตาม สปินวาล์วประเภทนี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนักหรือต้องการสนามแม่เหล็กโพลาไรซ์ขนาดใหญ่มาก ทำให้เกิดข้อจำกัดอย่างมากในการทดลอง ตัวอย่างเช่น การทดลองเกี่ยวกับระบบวัสดุที่ไวต่อสนามแม่เหล็ก เพื่อเอาชนะสิ่งนี้และบรรลุกระแส
ที่มีโพลาไรซ์สูง
นักวิจัยกำลังมองหาวิธีอื่นในการสร้างวาล์วหมุนโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ สนามแม่เหล็กเล็กๆขณะนี้ นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยบาเซิลและผู้ทำงานร่วมกันได้สร้างอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมกระแสการหมุนของอิเล็กตรอนโดยไม่ต้องใช้สนามแม่เหล็กภายนอกขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพสูง
ทีมสร้างจุดควอนตัมโดยกำหนดพื้นที่สองแห่งด้วยไฟฟ้าซึ่งอิเล็กตรอนในเส้นลวดนาโนถูกกักขังไว้ในทิศทางเชิงพื้นที่ทั้งสาม จากนั้นพวกเขาใช้ประตูด้านแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขนาดเล็กในพื้นที่ในแต่ละจุด การกำหนดค่าตามเกทนี้หมายความว่าต้องใช้สนามแม่เหล็กขนาดเล็กมาก
ถึง 40 mT เท่านั้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงมาก อุปกรณ์ทำงานโดยสร้างกระแสอุโมงค์โพลาไรซ์แบบหมุนโดยใช้จุดแรก ซึ่งจุดที่สองจะตรวจจับได้ นักวิจัยสามารถตัดสินใจได้ว่าอิเล็กตรอนของสปินบางตัวสามารถผ่านแต่ละส่วนของอุปกรณ์ได้ด้วยการทำให้ประตูแยกเฟอร์โรแมกเนติกเป็นแม่เหล็ก
ความน่าจะเป็นที่อิเล็กตรอนที่มีอุโมงค์สปินนั้นผ่านจุดทั้งสองนั้นสามารถควบคุมได้โดยใช้ประตูด้านเฟอร์โรแมกเนติก ปล่อยให้กระแสสปินโพลาไรซ์ไหลเมื่อพวกมันอยู่ในแนวเดียวกัน แต่ไม่มีกระแสเลยหากพวกมันขนานกัน นักวิจัยสามารถ “ปรับแต่ง” อุปกรณ์ได้โดยการทดลองกับฟิลด์ที่ใช้และแรงดันเกท
ที่แตกต่างกัน
พวกเขาสามารถบรรลุประสิทธิภาพโพลาไรเซชันของสปินสูงโดยมีศักยภาพถึงขีดจำกัดทางทฤษฎีที่ 100% เทคโนโลยีควอนตัมใหม่สปินวาล์วประเภทนี้อาจมีประโยชน์มากในการใช้งานที่สนามแม่เหล็กสามารถมีผลกระทบอย่างมากต่อลักษณะของวัสดุ เช่น การยับยั้งตัวนำยิ่งยวด
หรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแถบอิเล็กทรอนิกส์ การจัดการการหมุนของอิเล็กตรอนด้วยสนามแม่เหล็กขนาดเล็กเช่นนี้อาจช่วยให้นักวิจัยสามารถพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมใหม่ที่ใช้ปรากฏการณ์ควอนตัมแบบสปิน เช่น การพัวพันและการยืนยัน ในตัวนำยิ่งยวดเชิงทอพอโลยีพร้อมกับอำนวยความสะดวก
ในการตรวจสอบฟิสิกส์ใหม่ที่ยังไม่ได้สำรวจ ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์พวกเขาอธิบายว่าจุดควอนตัมคู่หนึ่งคู่ก่อตัวขึ้นในสายนาโนของอินเดียมอาร์เซไนด์ (InAs) ที่มีแม่เหล็กนาโนแต่ละตัวที่อยู่ใกล้เคียงสามารถใช้เป็นวาล์วหมุนที่มีโพลาไรเซชันของสปินที่ปรับด้วยไฟฟ้าได้ถึง ±80% .
จะทำเครื่องหมายปริศนาและส่งเกรดให้อาจารย์ แบรดสตรีตและสตีลแมนหวังว่าจะทำให้โปรแกรมเครือข่ายมีให้สำหรับมหาวิทยาลัยอื่น ๆ ในราคาเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย อย่างไรก็ตาม นักวิชาการที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันได้เรียกการเติบโตของเครื่องมือคอมพิวเตอร์เชิงโต้ตอบในการศึกษาว่า
“ไร้เดียงสา” และอาจ “หายนะ” จดหมายของพวกเขาเกิดจากการกระทำของคณะกรรมาธิการปี 2020 ซึ่งเป็นคณะกรรมการวางแผนการศึกษาระดับอุดมศึกษาในรัฐ รายงานจากคณะกรรมการลดทอนบทบาทของมหาวิทยาลัยในฐานะศูนย์กลางแห่งการเรียนรู้และมุ่งความสนใจไปที่ประโยชน์ของการศึกษาด้วย
สื่อมัลติมีเดีย พนักงานมหาวิทยาลัยไม่พอใจที่คณะกรรมการไม่มีนักวิชาการ “การเรียนทางไกลควรเป็นส่วนเสริมของการศึกษาระดับอุดมศึกษา ไม่ใช่เป็นคุณลักษณะหลัก” จดหมายระบุนักวิทยาศาสตร์ชาวไอริชกังวลมาระยะหนึ่งเกี่ยวกับการขาดทิศทางที่ชัดเจนในนโยบายการวิจัยของรัฐบาล
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความล้มเหลวของงบประมาณในปีนี้ ซึ่งส่งผลให้เงินที่จัดสรรไว้สำหรับการวิจัยไม่ได้รับการแจกจ่าย Treacy กำลังพยายามแก้ไขข้อกังวลเหล่านี้ผ่านคณะทำงาน “ฉันตระหนักดีว่ามีความกังวลอย่างมากในระดับเงินทุนสำหรับการวิจัยขั้นพื้นฐานใหม่ในปีนี้
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
