Khoa học tự nhiên

Kiểm soát spin của electron của kim cương nano có thể mang lại cải tiến trong các bộ cảm biến và xử lý thông tin lượng tử (05/08/2016)

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh được cách thức để điều kiển spin electron của kim cương nano trong quá trình nó được thổi bay lên trong chân không bằng các tia laser. Tiến bộ này có thể cung cấp các ứng dụng trong xử lý thông tin lượng tử, thiết bị cảm biến và các nghiên cứu trong vật lý cơ học lượng tử cơ bản.

Các electron có hai trạng thái spin “lên” hoặc “xuống” khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện và kiểm soát được sự cộng hưởng spin electron, tức là thay đổi nó từ trạng thái này sang trạng thái khác. 

Sơ đồ hình ảnh mô tả bộ kẹp quang học được sử dụng để kiểm soát spin electron của kim cương nano nhẹ bay trong buồng chân không của nhóm nghiên cứu trường Đại học Purdue. Tiến bộ này có thể cung cấp các ứng dụng trong xử lý thông tin lượng tử, thiết bị cảm biến và các nghiên cứu trong vật lý cơ học lượng tử cơ bản. (Nguồn ảnh: Tongcang Li/trường Đại học Purdue)

“Chúng tôi đã cho thấy được cách thức để đảo chiều liên tục spin electron bên trong kim cương nano được thổi bay lên trong chân không và trong nhiều chất khí khác”, Tongcang Li, phó giáo sư vật lý thiên văn học và kỹ thuật máy tính điện tử tại trường Đại học Purdue (Mỹ) cho biết. 

Những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications mới đây. Sự cổng hưởng spin electron này hoàn toàn khác biệt với các chất khí hêli và khí oxy, có nghĩa là kỹ thuật này có thể ứng dụng trong các máy cảm biến thế hệ mới để phát hiện và đo lường các chất khí. Các máy cảm biến khí oxy được sử dụng rộng rãi để theo dõi nồng độ khí oxy trong khí thải ô tô và trong các thiết bị y tế như máy theo dõi gây mê và máy hô hấp nhân tạo. Các bộ cảm biến kim cương nano này có tiềm năng ứng dụng lớn so với các bộ cảm biến thông thường. 

“Mặc dù nghiên cứu đòi hỏi phải hoàn toàn hiểu rõ được hiện tượng này, tuy nhiên quan sát của chúng tôi cho thấy một tiềm năng ứng dụng cho cảm biến khí oxy” Li cho biết.

Nguồn: www.vista.gov.vn