Скотт Сейрес і Джейкоб Гарсія, дослідники з Центру біодизайну для прикладних структурних відкриттів і Школи молекулярних наук при Американському університеті, використовували мас-спектроскопію і надшвидкі лазерні імпульси для детального дослідження оксидів хрому.
Тест на вік - пам'ятаєте касети VHS? Вони були популярні в 1970-х і 80-х роках, але зараз їх замінили інші цифрові носії. Однак покриття стрічок таких касет зацікавили сучасних вчених.
Покриття стрічок VHS касет складаються з оксиду хрому і мають цікаві електричні та магнітні властивості. Оксид хрому - півметал, а значить, його електричні властивості можуть коливатися між провідником і діелектриком, залежно від його електронної конфігурації. Іншими словами, вони можуть поводитися як провідники, напівпровідники або ізолятори залежно від кількості присутніх атомів кисню.
Такі інновації актуальні для такого розділу електроніки як спінтроніка. Якщо звичайні електронні пристрої управляються потоком електричного заряду, спінтроніка також використовує спин (особливу квантову властивість електронів), що потенційно дасть велику ємність пам'яті і збільшить швидкість передачі даних.
Це не фантастика - в кінці 90-х років минулого століття за рахунок подібної інновації стався різкий стрибок обсягу існуючих тоді комп'ютерних магнітних жорстких дисків. Ємність збільшилася в кілька сотень разів! Теоретично, цей успіх можна повторити.
Дослідники з'ясували, що додавання атомів кисню до сполук хрому збільшує їх металеві властивості, а ці зміни можна дуже точно контролювати. Отже, стане можливо створити куди менші електронні пристрої і значно збільшити можливості обробки і зберігання даних.
Оксиди хрому особливо добре підходять для таких застосувань через високу спинову поляризацію, характерну для них. Це означає, що кластери хрому можуть приймати досить широкий діапазон станів провідності залежно від кількості атомів кисню або ступеня окислення.
Дослідники спостерігали рух електронів за допомогою фемтосекундного лазера - немов стробоскопом, спалахи відміряли мільйонну мільярдну частки секунди. Вдалося побачити, що коли атоми кисню додаються до кластерів хрому, відбувається перехід між властивостями провідності.
Дослідження опубліковано в JACS.
А у вас є VHS-касети?
Є
Немає