Tài liệu mới lạ có thể giúp phát triển máy tính lượng tử trong tương lai

Đơn vị dịch vụ sửa máy tính hcm uy tín: Thông qua phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua quét mới, các nhà nghiên cứu có thể quan sát sự phân bố electron giữa các nguyên tử và phân tử và tìm ra manh mối về nguồn gốc của sắt điện, khả năng của các tinh thể nhất định có thể phân cực điện tự phát có thể được chuyển đổi bằng ứng dụng của điện trường . Nghiên cứu cũng tiết lộ cơ chế chuyển điện tích giữa hai vật liệu.

decal sua may tinh

Các nhà khoa học UCI đã có thể quan sát sự phân bố electron

Các nhà khoa học UCI đã có thể quan sát sự phân bố electron giữa các nguyên tử và phân tử và tìm ra manh mối về nguồn gốc của sắt điện, khả năng của một số tinh thể nhất định có thể phân cực điện tự phát có thể được chuyển đổi bằng ứng dụng của điện trường. Nghiên cứu, được nhấn mạnh trong một nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Nature , cũng tiết lộ cơ chế chuyển điện tích giữa hai vật liệu.

“Phương pháp này là một tiến bộ trong kính hiển vi điện tử – từ việc phát hiện các nguyên tử đến điện tử hình ảnh – có thể giúp chúng tôi chế tạo các vật liệu mới với các tính chất và chức năng mong muốn cho các thiết bị được sử dụng trong lưu trữ dữ liệu, chuyển đổi năng lượng và điện toán lượng tử”, trưởng nhóm Xiao Xiao Pan nói. , Henry Samueli Endowed Chủ tịch Kỹ thuật của UCI và là giáo sư của cả khoa học vật liệu & kỹ thuật và vật lý & thiên văn học.

Sử dụng kính hiển vi điện tử quét quét điều chỉnh quang sai mới với đầu dò electron mịn đo nửa angstrom và camera phát hiện electron trực tiếp nhanh, nhóm của ông có thể thu được hình ảnh raster 2D của các mẫu nhiễu xạ từ một vùng quan tâm trong mẫu. Như đã thu được, các tập dữ liệu là 4D, vì chúng bao gồm các mẫu nhiễu xạ 2D từ mỗi vị trí đầu dò trong vùng quét 2D.

“Với kính hiển vi mới của chúng tôi, chúng tôi có thể thường xuyên tạo ra một đầu dò điện tử nhỏ tới 0,6 angstrom và máy ảnh tốc độ cao của chúng tôi có độ phân giải góc có thể thu được hình ảnh 4D STEM với 512 x 512 pixel với tốc độ lớn hơn 300 khung hình mỗi giây”, Pan nói. “Sử dụng kỹ thuật này, chúng ta có thể thấy sự phân bố điện tích giữa các nguyên tử trong hai oxit perovskite khác nhau, stronti titanate không phân cực và ferit bismuth ferrite.”

Mật độ điện tích trong vật liệu khối có thể được đo bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X

Mật độ điện tích trong vật liệu khối có thể được đo bằng kỹ thuật nhiễu xạ tia X hoặc điện tử bằng cách giả sử cấu trúc không khuyết tật hoàn toàn trong khu vực được chiếu sáng chùm tia. Nhưng, Pan cho biết, vẫn còn một thách thức trong việc giải quyết mật độ điện tử trong vật liệu cấu trúc nanô bao gồm các giao diện và khuyết tật.

“Về nguyên tắc, mật độ điện trường và mật độ điện tích cục bộ có thể được xác định bằng hình ảnh nhiễu xạ electron bằng kính hiển vi điện tử truyền quét quét điều chỉnh quang sai với đầu dò electron phụ angstrom,” ông nói. “Trong khi thâm nhập qua một mẫu vật, chùm electron tương tác với điện trường vật chất bên trong đường đi của nó, dẫn đến sự thay đổi động lượng của nó được phản ánh trong mô hình nhiễu xạ. Bằng cách đo sự thay đổi này, điện trường trong một vùng cục bộ của mẫu vật có thể được phân định và mật độ điện tích có thể được suy ra. “

Pan nói thêm rằng mặc dù nguyên tắc này đã được chứng minh trong các mô phỏng, cho đến nay không có thử nghiệm nào thành công.

Wenpei Gao, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của UCI về khoa học vật liệu & kỹ thuật cho biết: “Nghiên cứu về giao diện sắt / chất cách điện giữa bismuth ferrite và strontium titanate sử dụng kỹ thuật này trực tiếp cho thấy các tính năng của rò rỉ cấu trúc nguyên tử phân cực của hợp chất bismuth trên giao diện, xuất hiện trong titan strontium không phân cực thông thường. lưu trữ các điện tử dư thừa giới hạn trong một khu vực nhỏ dày chưa đến 1 nanomet. “

Pan nói rằng dự án này cung cấp cho các nhà khoa học vật liệu và kỹ sư các công cụ mới để đánh giá các cấu trúc, khiếm khuyết và giao diện trong các vật liệu chức năng và nanodevices. Ông lưu ý rằng có thể sớm tiến hành ánh xạ thông lượng cao về mật độ điện tích của vật liệu và phân tử để thêm vào cơ sở dữ liệu các thuộc tính hỗ trợ trong Sáng kiến ​​bộ gen vật liệu.

Đồng tác giả Ruqian Wu, giáo sư vật lý & thiên văn học UCI, người đứng đầu nghiên cứu lý thuyết cho biết: “Khi kính hiển vi điện tử tiến bộ từ các nguyên tử hình ảnh đến các electron thăm dò, nó sẽ dẫn đến sự hiểu biết và khám phá mới trong nghiên cứu vật liệu”. “Khả năng hình ảnh phân bố mật độ điện tích xung quanh các nguyên tử gần các giao diện, ranh giới hạt hoặc các khuyết tật phẳng khác mở ra các lĩnh vực mới cho kính hiển vi điện tử và khoa học vật liệu.”

 

 

Liên Hệ Ngay...