作者亚速姆2020年6月4日
来自IFJ PAN的科学家与奈良女子大学（日本）和贾吉隆大学（波兰）的研究人员合作，朝着构建功能量子计算机迈出了重要的一步。利用含有铽离子的材料和专用实验工具，他们对单个分子磁体在磁场中的取向进行了详细的动态磁性分析。发现这些特性的强各向异性对于分子电子元件的构造至关重要。
现代科学面临的最大挑战之一是建造一台价格合理、高效的量子计算机，这将彻底改变IT行业。今天，欧洲杯线上买球人们正在寻求各种解决方案，以建造这种装置。这些包括超导系统、共振腔中的量子点和光子。还对使用由1纳米大小的单分子制成的分子磁体（SMM-单分子磁体）进行了深入研究。然而，为了达到这个目的，科学家不仅需要找到具有正确特性的材料，还需要彻底了解磁性分子的行为。该领域的一个关键研究方向是磁性的动力学。这些所谓的磁弛豫告诉我们给定物质的磁性是如何随时间变化的。在量子世界中，这种动力学是一种丰富而复杂的现象，这就是为什么研究人员仔细研究它的各个方面。欧洲杯足球竞彩
到目前为止，广泛的研究已经揭示了利用分子磁体制造记忆细胞或自旋晶体管的可能性。科学家们还能够将单个分子放置在合适的基底上，并利用它们构建简单的电子系统。测量证实，磁弛豫在分子系统的运行中起着至关重要的作用。另一方面，众所周知，磁性的动力学依赖于静态磁性的各向异性。然而，在以前的大多数研究中，要么没有测试被检测分子的取向对其动态磁性的影响，要么只是在有限的范围内进行了测试。
因此，来自博士博士的波兰科学院核物理研究所的科学家团队。欧洲杯线上买球Piotr Konieczny决定调查各分子磁体的动态磁性特性如何根据分子的取向而变化。大多数关于磁性松弛的研究工作涉及粉末形式的材料，即络合取向的微晶或多晶，这使得不可能分析这些性质如何随分子取向而欧洲杯足球竞彩变化。因此，波兰组决定研究单晶 - 一种单晶 - 其中所有分子以相同的方式定向。这个起点使科学家能够看看单个分子中发生的效果。为此，还需要建立一个适当的实验系统，允许根据测试物质的取向来研究磁性弛豫。
“我们正在寻找满足预期要求的材料，特别是磁各向异性的特点是，可以合成为高质量的晶体。同时，我们开发了用于测试磁动力学的角度依赖性的实验室设备2020欧洲杯下注官网交流磁化率，“康涅茨尼博士解释道。“这种特殊晶体是在日本奈良女子大学Kajiwara Takashi教授的实验室中发现的。与此同时，我们测试了我们打算用于测量系统结构的各种聚合物。我们使用的塑料材料显示出最弱的磁信号，并能很好地耐受低温（2.0 K）建立该装置的全功能原型。测量结果证实了我们的假设：磁弛豫取决于分子的方向，因此显示出各向异性。我们对这种关系如此强烈感到惊讶。然而，理论分析为我们提供了观察到的效应的定量解释."欧洲杯足球竞彩
这项研究是用一台商用SQUID磁强计进行的。为了分析0.1-1000 Hz范围内的磁动力学，有必要使用交流磁化率法。这种技术通常用于研究磁弛豫。创新之处在于使用了开发的装置，该装置能够分析动态磁性的各向异性（即磁弛豫）。该专用系统是在IFJ PAN中为所述调查而构建的。它允许晶体在极低温度（2 K）、高磁场（7 T）和宽频率电磁场（0.1 Hz至1500 Hz）下在磁强计内旋转。该装置的设计和制造是为了消除不必要的背景信号。因此，研究小晶体的磁动力学是可能的。
受检材料——铽离子分子磁体——由Kajiwara教授的团队合成并进行结构测试，而大部分理论和实验分析在IFJ PAN进行。研究证实，磁性分子表现出动态磁性的各向异性。在被研究的分子中，它看起来像一艘轮船的螺旋桨，当旋转80度时，磁弛豫速率是原来的四倍。
所描述的研究工作允许科学家们了解各个分子中的磁性放松如何根据其取向而变化。该知识将应用于设计用于旋转式应用和量子计算机的分子系统。现在众所周知，分子的取向对这种系统的操作产生了重大影响。科学家们也设法建立了一种实验装置，可以允许更详细地研究材料的磁动力学。欧洲杯足球竞彩
“我们的工作帮助我们更好地理解单个磁性分子的行为。”康涅茨尼博士说。“现在我们知道，分子的取向在分子电子学中起着重要作用，例如分子晶体管。分子的随机取向会导致电子或自旋电子学系统的混沌运行。然而，粒子的相同排列将确保它们的平滑相互作用和更好的控制。”欧洲杯猜球平台
来自IFJ PAN的科学家获得的结果对于设计和建造具有磁性的新一代电子系统的工程师来说尤为重要。“我们的进一步研究将继续关注分子磁铁的动态磁性，”总结博士。Konieczny。“我们认为，在这些材料中发生的现象的深刻知识将使我们更接近创建一个全功能分子量子计算机。”欧洲杯足球竞彩
资料来源：http://www.ifj.edu.pl/