Mittwoch, 1. Mai 2013

Spintronik: " Elektronenspin und Quantenbit "


 http://www.aktuelles.uni-konstanz.de/fileadmin/informationen/zentral/pi/2010/elektronenspin-th.jpg
uni-konstanz.de

 Zitat:

[...]

Physikern einer europäischen Forschungskooperation – darunter Forscher der Universität Konstanz – ist es gelungen, die Bewegung kleinster Elementarmagnete, die so genannten „Spins“ von Elektronen, mit bisher unerreichter Geschwindigkeit und Präzision zu kontrollieren
  • Dieses neue Verfahren könnte langfristig die Datenspeicher der Zukunft deutlich kompakter und schneller werden lassen.
  •  Möglich wird das Verfahren durch Terahertz-Impulse Laserlichtblitze, deren Magnetfeldkomponente direkt auf die Spins einwirkt. 
In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsjournals „Nature Photonics“ stellen die Forscher ihre Erkenntnisse vor.

[...]
 
http://www.geodz.com/deu/d/images/2075_elektronenspin-resonanz-datierung.png
geodz.com/elektronenspin-resonanz-datierung

 Zitat:

[...]

Elektronenspin-Resonanz-Datierung

Prinzip der Elektronenspin-Resonanz

Durch ein angelegtes Magnetfeld mit der Richtung H führt ein ungepaartes Elektron eines paramagnetischen Zentrums eine Präzissionsbewegung um H aus (links). 
  • Das Einstrahlen von Mikrowellenenergie bewirkt eine Resonanz mit dem Spin des Elektrons und führt zu einem Spinflip mit der Frequenz ω (rechts). 
Die Frequenz ω legt den g-Wert des Messsignals fest. 

[...]

Spintronik

http://www.art4science.de/img/beispiele/mix_divers/04elektronenspin_g.jpg
art4science.de//elektronenspin


" Die schnelle Spinwelle "

http://www.weltderphysik.de/typo3temp/pics/3120100825_Spinwelle-bgo_948787cb4c.png
weltderphysik.de

  Zitat:

In der Spintronik zeigen Elektronen, dass sie für weit mehr verwendet werden können als nur für Elektronik, nämlich wenn ihr Spin genutzt wird.

Elektronen tragen eine elektrische Ladung. Wenn sich viele Elektronen bewegen, dann resultiert daraus elektrischer Strom, die Grundlage unserer Elektronik. 

Aber Elektronen können mehr, als nur ihre elektrische Ladung transportieren, denn sie haben eine weitere Eigenschaft, die von herkömmlichen elektronischen Bauelementen nicht genutzt wird: 
  • Elektronen haben einen inneren Drehsinn, den Spin. 
Der Elektronenspin ist eine quantenmechanische Eigenschaft und lässt sich als eine Drehung um die eigene Achse veranschaulichen. 

Der Drehsinn kann genau zwei Orientierungen haben: 
  • Ein Elektron kann links- oder rechts herum drehen. 
Dies erzeugt ein magnetisches Moment
  • In der „klassischen“ Betrachtungsweise sieht man das einzelne Elektron deshalb stark vereinfacht als winziges Magnet an, bei dem entweder der magnetische Nord- oder Südpol „nach oben“ zeigt. Physiker sprechen vom „Spin Up-“ und dem „Spin Down-Zustand“ der Elektronen.
Die Elektronenspins in einem Material bestimmen seine magnetischen Eigenschaften und sind durch ein äußeres Magnetfeld gezielt steuerbar

[...]

http://www.pci.tu-bs.de/agbecker/alt/dia.gif
pci.tu-bs.de/agbecker

 Zitat:

[...]

Stimmt die Aufspaltung der zu den verschiedenen Elektronenspin-Zuständen gehörigen Eigenenergien mit der Energie der eingestrahlten Photonen überein, kommt es zur Resonanz-Absorption.

[...]

http://www.b4bbaden-wuerttemberg.de/cms_media/module_img/264/132088_1_lightbox_KIT_PI_2012_128_Nature_Quantenbits_elektronisch_auslesen.jpg
b4bbaden-wuerttemberg.de//Quantenbits-elektronisch-auslesen

 Zitat:

Mittels einfacher Elektroden lässt sich der quantenmechanische Zustand eines einzelnen Atomkerns steuern und bestimmen  => Grundlage für Quantencomputer und Nano-Spintronik Quantencomputer versprechen Rechengeschwindigkeiten, die weit jenseits der Geschwindigkeit heutiger Computer liegen. 
  • Da sie Quanteneffekte nutzen würden, sind sie aber auch anfällig für Störungen von außen und der Informationsfluss in und aus dem System ist ein kritischer Punkt
  • (Notiz: ... Stabilisierung der gewünschten Effekte mit Supraleitung => Experimente klappen bei extremer Kälte ... sogar die Ansteuerung eines einzelnen Elektrons ist möglich => High Tech pur ...)
[...]

http://www.zdnet.de/wp-content/uploads/legacy_images/news/201003/elektronenspin-v6.png
zdnet.de//us-wissenschaftler-entwickeln-auf-elektronenspin-basierenden-speicher

 * * *

(thx "Physiker" ;-)

. . .

Keine Kommentare: