โมเลกุลแม่เหล็กตัวเดียวสามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ตรวจจับและสร้างภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดของโครงสร้างแม่เหล็กของวัสดุในระดับอะตอม เครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กซึ่งเผยให้เห็นปฏิสัมพันธ์การแลกเปลี่ยนควอนตัมที่ปรับได้ระหว่างโมเลกุลแม่เหล็กสองโมเลกุลเป็นครั้งแรก สามารถสร้างเทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากโมเลกุลแม่เหล็กเป็นโพรบเฉพาะที่
10 ปีที่แล้ว นักวิจัยประสบความสำเร็จ
ในการเพิ่มความละเอียดด้านข้างของกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมที่อุณหภูมิต่ำ (AFM) อย่างมีนัยสำคัญโดยทำให้ปลาย AFM มีโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์เพียงตัวเดียว เทคนิคการสร้างภาพพันธะที่เรียกว่านี้เป็นจุดสังเกตที่สำคัญสำหรับการแสดงภาพโครงสร้างอะตอมของโมเลกุลเดี่ยว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ได้รับแรงบันดาลใจจากกลยุทธ์นี้และได้แนบโมเลกุลแม่เหล็กเดี่ยว (Ni(cyclopentadienyl) 2 ) ไว้ที่ปลายกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (STM) เพื่อสร้างการตรวจจับการหมุนในระดับอะตอม อุปกรณ์. พวกเขาทำเช่นนี้โดยเข้าใกล้ส่วนปลายของโมเลกุลอย่างระมัดระวัง ซึ่งตัวมันเองถูกยึดติดกับพื้นผิวสารตั้งต้น Ag(110)
“STM วัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก (เรียกว่ากระแสในอุโมงค์) ที่ไหลระหว่างส่วนปลายและตัวอย่าง เมื่อส่วนปลายอยู่ในตำแหน่งระดับนาโนเมตรของตัวอย่าง” Wilson Ho หัวหน้าทีม อธิบาย “เซ็นเซอร์โมเลกุลแม่เหล็กของเราที่ปลายยอดช่วยปรับปรุงเทคนิคนี้โดยช่วยให้เราสามารถตรวจจับปฏิกิริยาสปินสปินกับโมเลกุลแม่เหล็กอื่นที่ดูดซับบนพื้นผิวตัวอย่างโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงนาทีในกระแสอุโมงค์”
สปินเริ่มเป็นคู่เทคนิคนี้ใช้ได้ผลเพราะสปินของโมเลกุลทั้งสองเริ่มจับคู่กันอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนทางกลควอนตัมที่มีขนาดใหญ่อย่างน่าประหลาดใจ เนื่องจากเซ็นเซอร์แม่เหล็กโมเลกุลเดี่ยวถูกนำเข้าใกล้มาก (น้อยกว่าครึ่งนาโนเมตร) กับโมเลกุลแม่เหล็กอื่น ๆ Ho บอกโลกฟิสิกส์ . “การประกบกันของการแลกเปลี่ยนแม่เหล็กไฟฟ้านี้ดังที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ทำให้โมเลกุลทั้งสองมีพฤติกรรมเป็นระบบควอนตัมรวมกัน
เราสามารถตรวจสอบการมีเพศสัมพันธ์
โดยใช้เทคนิคที่กลุ่มของเราเป็นผู้บุกเบิกในปี 2541 ซึ่งเรียกว่า inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) ภายใน STM เทคนิคนี้ช่วยให้เราสามารถวัดพลังงานกระตุ้นเชิงปริมาณของระบบควอนตัมรวมที่ประกอบด้วยโมเลกุลแม่เหล็กสองตัว”
นักวิจัยสามารถสำรวจว่าสถานะควอนตัมคู่กันมีวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อความแรงปฏิสัมพันธ์ของสปินสปินเปลี่ยนไป พวกเขาทำสิ่งนี้โดยการวัด blueshift ในระดับพลังงานควอนตัมของสถานะการหมุนรวม การเปลี่ยนแปลงนี้เผยให้เห็นการมีเพศสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งและสถานะควอนตัมที่ผสมกันอย่างรุนแรง
“ด้วยวิธีนี้ เราพบว่าความแรงของปฏิสัมพันธ์ลดลงแบบทวีคูณผ่านช่องว่าง (สูญญากาศ) ระหว่างโมเลกุล” โฮกล่าว “ยิ่งไปกว่านั้น เรายังเห็นภาพความแรงของปฏิกิริยาแม่เหล็กในรูปแบบ 3 มิติ ภาพสเปกโตรสโกปีเหล่านี้พิสูจน์ให้เห็นว่าเทคนิคนี้สามารถสร้างภาพความหนาแน่นของสปินและแมปสถานะควอนตัมสปินที่ผสมกันในพื้นที่จริง”
พัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับแม่เหล็กระดับนาโนสำหรับการใช้งานในอนาคต
“งานนี้แสดงให้เห็นว่าปลายแม่เหล็กที่เป็นโลหะอินทรีย์สามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กและทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์การหมุนรอบในท้องถิ่น” เขากล่าวเสริม “เราหวังว่าผลลัพธ์ของเราจะนำไปสู่การทดลองอื่นๆ เพื่อช่วยพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของการแลกเปลี่ยน ความเชื่อมโยงกันของสปิน และสปินคัปปลิ้งกับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น นั่นคือ สนามแม่เหล็กในระดับอะตอม ความรู้ดังกล่าวจะมีความจำเป็นสำหรับการพัฒนาแม่เหล็กอะตอมเดี่ยวและโมเลกุลเดี่ยวสำหรับการจัดเก็บหน่วยความจำ เช่นเดียวกับควอนตัมบิต (qubits) สำหรับการประมวลผลข้อมูลควอนตัม”
กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมไป 3D
นักวิจัยรายงานงานของพวกเขาในScience DOI: 10.1126/science.aaw7505กล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะตรวจสอบโมเลกุลแม่เหล็กอื่น ๆ ที่มีการหมุนต่างกัน “เรากำลังพิจารณาคุณสมบัติที่ขึ้นกับเวลาของระบบสปินที่มีปฏิสัมพันธ์แบบเดี่ยวและแบบทวีคูณเพื่อวัดปฏิกิริยาโต้ตอบแบบไดนามิกของโมเลกุลแม่เหล็กกับสภาพแวดล้อมของมัน” โฮเผย
“การตรวจสอบปฏิกิริยาการหมุนของโมเลกุลแม่เหล็กตัวอื่นที่ดูดซับไม่ใช่สิ่งเดียวที่เซ็นเซอร์แม่เหล็กโมเลกุลเดี่ยวตัวใหม่นี้เหมาะสำหรับ เครื่องวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กในระดับอะตอมยังมีประโยชน์สำหรับการวัดและการถ่ายภาพสนามแม่เหล็กที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นในวัสดุ 2 มิติแบบใหม่”
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นทางเลือกในการจัดเก็บพลังงานที่มีประโยชน์และทรงพลัง มักใช้ในผลิตภัณฑ์ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาไปจนถึงรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่เหล่านี้มีความเสถียรโดยรวมสูงและบำรุงรักษาต่ำ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังแสดงความหนาแน่นและแรงดันไฟฟ้าในการจัดเก็บประจุที่สูงขึ้น และแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากลิเธียมไอออนขนาดเล็กสามารถบรรจุลงในวัสดุแอโนดได้อย่างหนาแน่น
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ให้ดียิ่งขึ้น นักวิจัยChongyin Yang และ Ji Chenร่วมกับเพื่อนร่วมงานภายใต้การดูแลของChunsheng Wangแห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบกราไฟท์แบบใหม่ที่ใช้บรรจุไอออนตัวช่วยที่มีความหนาแน่นสูงและอิเล็กโทรไลต์แบบน้ำในเกลือที่ไม่เหมือนใคร บรรลุศักยภาพมากกว่า 4 โวลต์ในแบตเตอรี่น้ำ ลักษณะที่เป็นน้ำของแบตเตอรี่ก็เป็นประโยชน์เช่นกัน เนื่องจากในขณะที่นักวิจัยเน้นย้ำในรายงานของพวกเขา การแทรกสอดของไอออนของตัวช่วยภายในสภาพแวดล้อมทางน้ำ “มาพร้อมกับความปลอดภัยที่แท้จริงและความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม”
ไอออนในระยะใกล้
กราไฟต์ซึ่งเป็นชั้นซ้อนกันของกราฟีนวัสดุนาโนแบบสองมิติ มีความยอดเยี่ยมในฐานะวัสดุแอโนดของแบตเตอรี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่บรรจุไอออนสัมพันธ์โดยตรงกับประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ กราไฟท์มีความจุสูง 372 mAhg -1สำหรับลิเธียมไอออนระหว่างชั้นกราฟีน ไอออนโพลีฮาโลเจนยังสามารถแทรกตัวเองเข้าไปในกราไฟท์ได้
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง
