นักฟิสิกส์เป็นองค์ประกอบสำคัญของเทคโนโลยีควอนตัม

ผลกระทบควอนตัมเจอได้อย่างแท้จริงในโลกของส่วนประกอบท้องนาโนและก็อนุญาตให้มีการใช้งานเทคโนโลยีใหม่ๆมากมาย ยกตัวอย่างเช่นคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาในอนาคตได้ซึ่งคอมพิวเตอร์ทั่วไปต้องใช้เวลาสำหรับเพื่อการจัดการมาก ทั่วโลกนักค้นคว้ามีส่วนร่วมสำหรับเพื่อการดำเนินงานอย่างเข้มข้นในแต่ละองค์ประกอบของเทคโนโลยีควอนตัม – กลุ่มนี้รวมถึงวงจรที่ประมวลผลข้อมูลโดยใช้โฟตอนเดียวแทนการใช้กระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับบ่อเกิดแสงที่ผลิตแสงสว่างวอนตั การรวมสององค์ประกอบกลุ่มนี้เพื่อผลิตวงจรออว่ากล่าวคอควอนตัมแบบบูรณาการบนชิปนำเสนอความท้าโดยยิ่งไปกว่านั้น

นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยมึนสเตอร์ (ประเทศเยอรมันได้พัฒนาอินเทอร์เฟซที่เป็นต้นกำเนิดแสงสว่างสำหรับโฟตอนโดดเดี่ยวที่มีโครงข่ายนาโนโฟโตนิก อินเทอร์เฟซนี้ประกอบด้วยผลึกโฟโตนิกที่เรียกว่าวัสดุอิเล็กริกที่มีองค์ประกอบเป็นนาโนซึ่งสามารถเพิ่มตอนความยาวคลื่นบางช่วงเมื่อแสงผ่าน ผลึกโทนิคดัตระหนี่ล่าถูกใช้เพื่อสำหรับในการวิจัยหลายด้าน แต่ไม่เคยได้รับการปรับให้เหมาะกับอินเทอร์เฟซประเภทนี้ นักค้นคว้าได้ใช้ความระวังเป็นพิเศษเพื่อบรรลุผลสำเร็จในลักษณะที่ทำให้สามารถเอาอย่างผลึกโทนิคได้อย่างไม่อ้อมค้อมโดยใช้กระบวนการนาโนแฟบริที่กำหนดขึ้น

“ 
งานของพวกเราแสดงให้เห็นว่ามันไม่เพียงแค่ แต่ว่าในห้องปฏิบัติการที่มีความชำนาญสูงและก็การทดลองเฉพาะที่สามารถผลิตเทคโนโลยีควอนตัมที่ซับซ้อนได้” ดร. คาร์เทชูคนักฟิสิกส์ผู้ช่วยศาสตราจารย์มหาวิทยาลัยมึนสเตอร์กล่าว ผู้ช่วยศาสตราจารย์ซึ่งทำงานในสาขาแนวความคิดโซลิดสเตต ผลสามารถช่วยให้เทคโนโลยีควอนตัมปรับขนาดได้ การเรียนได้รับการเผยแพร่ในนิตยสาร Advanced Quantum Technologies

ความเป็นมาและขั้นตอนการ:

ในตอนที่โฟตอนโดดเดี่ยวประพฤติตามกฎของฟิสิกส์ควอนตัมนักค้นคว้าเอ่ยถึงตัวปลดปล่อยควอนตัมด้วยความนับถือต่อแหล่งเกิดแสงสว่างที่เกี่ยวเนื่อง สำหรับในการศึกษาเล่าเรียนของพวกเขานักค้นคว้าได้พินิจตัวปล่อยควอนตัมซึ่งฝังอยู่ใน nanodiamonds และปลดปล่อยโฟตอนเมื่อพวกมันถูกกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อสร้างอินเทอร์เฟซที่อยากได้เป้าหมายของนักวิจัยเป็นการพัฒนาโครงสร้างทางแสงสว่างที่ปรับให้เหมาะกับความยาวคลื่นของตัวปล่อยควอนตัม

โพรงหรือหลุมในผลึกโทนิคนั้นเหมาะกับการดักแสงสว่างในปริมาณน้อยรวมทั้งทำให้มันมีปฏิสัมพันธ์กับสสารอาทิเช่นในกรณีนี้ nanodiamonds Jan Olthaus นักศึกษาปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ในกรุ๊ปศึกษาค้นคว้าจูเนียร์ของ Doris Reiter ได้พัฒนาแนวคิดด้านทฤษฎีรวมทั้งแนวทางการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ช่วยพิเศษเพื่อคำนวณการออกแบบผลึกคริสตัลโทนิคพวกนี้

การออกแบบตามหลักวิชาพัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์ในกรุ๊ปศึกษาค้นคว้ารุ่นน้องนำโดย Carsten Schuck ที่ศูนย์ท้องนาโนเทคโนโลยี่รวมทั้งศูนย์ที่นาโนซอฟท์มหาวิทยาลัยMünster นักศึกษาปริญญาเอก Philipp Schrinner ผลิตผลึกจากฟิล์มบางของซิลิคอนไนสามด์ เพื่อจุดมุ่งหมายนี้เขาใช้การพิมพ์หินลำแสงอิเล็คตรอนที่ทันสมัยและกรรมวิธีแกะแบบพิเศษบนอุปกรณ์ที่โรงงานผลิตโครงสร้างท้องนาโนของMünsterรวมทั้งบรรลุเป้าหมายสำหรับเพื่อการผลิตคริสตัลคุณภาพสูงบนสิ่งของฐานของซิลิคอนไดออกไซด์โดยตรง

สำหรับในการสร้างองค์ประกอบผลึกนักวิจัยไม่เพียง แม้กระนั้นปรับขนาดแล้วก็การจัดตัวของฟันผุแค่นั้น แต่ยังรวมถึงความกว้างของท่อนำคลื่นที่วางโพรง ผลการวัดชี้ให้เห็นว่าผลึกโทนิคซึ่งบ่งบอกถึงถึงความผันแปรพิเศษในขนาดรูที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอินเทอร์เฟซ

หนึ่งขั้นตอนสู่การใช้ฉนวนกันความร้อนอุปกรณ์ปกป้องแม่เหล็กไฟฟ้าในคอมพิวเตอร์ในอนาคต

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในอนาคตที่มีพื้นฐานมาจากฉนวนแม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีฉนวนกันความร้อนดังเช่นเหล็กออกไซด์รวมทั้งนิกเกิลออกไซด์ประกอบด้วยแม่เหล็กขนาดเล็กที่มีทิศทางตรงกันข้าม นักค้นคว้าคิดว่าพวกเขาเป็นสิ่งของที่มีลักษณะท่าทางจะเข้ามาแทนที่ชิ้นส่วนซิลิกอเดี๋ยวนี้ในคอมพิวเตอร์ นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโยฮันเนสเราเทแบร์กไมนซ์ (JGU) ร่วมกับมหาวิทยาลัย Tohoku ในเมืองเซ็นไดในประเทศประเทศญี่ปุ่นบ่อเกิดซิวัวตรอน BESSY-II ที่ Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) รวมทั้ง Diamond Light Source ที่ซิวัวตรอนแห่งสหราชอาณาจักร เขียนและอ่านด้วยไฟฟ้าในฉนวนสิ่งของ

ด้วยการเชื่อมต่อการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบแม่เหล็กที่ดูด้วยการถ่ายรูปด้วยสิโคตรอนกับการประมาณทางไฟฟ้าที่ดำเนินงานที่ JGU มันเป็นไปได้ที่จะเจาะจงกลไกการเขียน การค้นพบนี้เปิดทางไปสู่แอพพลิเคชั่นตั้งแต่ลอจิกความเร็วสูงจนถึงบัตรเครดิตที่ไม่สามารถลบได้โดยสนามแม่เหล็กภายนอก – ขอบพระคุณคุณลักษณะที่เหนือกว่าของ การศึกษาเรียนรู้วิจัยได้รับการตีพิมพ์ในจดหมายทวนด้านกายภาพ

สิ่งของแม่เหล็กไฟฟ้าที่น่าดึงดูดและไม่ไร้ประโยชน์

สิ่งของคุ้มครองปกป้องรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอาจจะเป็นผลให้ส่วนประกอบหน่วยความจำเร็วขึ้นรวมทั้งมีปริมาตรสูงขึ้นมากยิ่งกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบันด้วยเครื่องไม้เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ แต่สิ่งของกลุ่มนี้ยากต่อการควบคุมรวมทั้งตรวจหาซึ่งทำให้การเขียนแล้วก็การอ่านในอุปกรณ์มีความท้าทาย ในคำปราศรัยรางวัลโนเบลปี 1970 หลุยส์เนเออธิบายสิ่งของแม่เหล็กไฟฟ้าที่น่าดึงดูด แต่ว่าไร้ประโยชน์ เชื่อกันว่ามีคนใดสามารถจัดแจงอุปกรณ์เหล่านี้ได้โดยสนามแม่เหล็กแรงสูงซึ่งไม่อาจจะสร้างได้ง่ายและต้องการเป็นต้นว่าการใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด สถานการณ์มีการเปลี่ยนอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ล่วงเลยไปโดยมีรายงานทำให้เห็นว่ามีความน่าจะเป็นไปได้ที่จะควบคุมอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้ารวมทั้งแม้กระทั่งฉนวนกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไฟฟ้า

ความร่วมแรงร่วมใจระหว่างชาติในการค้นคว้าจุดเด่นของสปินทรอนิกส์กับแอนติบอดี้แม่เหล็กไฟฟ้ามากกว่าเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ทั่วๆไป

พวกเราทราบดีว่าพวกเรากำลังจะไปถึงข้อ จำกัด ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปที่ใช้สิลิกอในไม่ช้าเพราะว่าการปรับปรุงเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องนั่นเป็นเหตุผลหลักที่ผลักดันการศึกษาวิจัยใน spintronics ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อการใช้ประโยชน์ไม่เพียง แต่ว่าประจุของอิเล็คตรอน ระดับการหมุนของอิสระเพิ่มข้อมูลและการคำนวณเป็นสองเท่า ดร. ลอเรนโซ่บัลดาตี, Marie Skłodowska-Curie Fellow ที่มหาวิทยาลัยไมนซ์รวมทั้งคนเขียนบทความคนแรกกล่าว

การวิจัยของพวกเราแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ฉนวนกันความร้อนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถเขียนได้อย่างมีประสิทธิภาพและอ่านด้วยระบบกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในมุมมองของการใช้งาน” Lorenzo Baldrati ดำเนินการในห้องปฏิบัติการนำโดยศ.จ. Mathias Kläui “ฉันมีความสุขมากที่ได้เห็นการทำงานร่วมกันอย่างมีคุณภาพกับเพื่อนร่วมงานของเราในญี่ปุ่นแล้วก็กลุ่มในไมนซ์ที่ก่อให้เกิดการเผยแพร่ร่วมอีกรอบด้วยการช่วยสนับสนุนของฝ่ายบริการวิชาการแลกเยอรมัน (DAAD) บัณฑิตวิทยาลัยวิทยาศาสตร์วัสดุศาสตร์แห่งไมนซ์ (MAINZ) และก็ German Research Foundation (DFG) พวกเราสามารถเริ่มต้นการแลกเปลี่ยนที่กระปรี้กระเปร่าระหว่างไมนซ์แล้วก็เซ็นไดรวมทั้งกับกลุ่มแนวคิดฯลฯ 

ศาสตราจารย์ Olena Gomonay จากกรุ๊ป JGU ของศาสตราจารย์ Jairo Sinova พัฒนาแนวคิด “ ฉันสนุกสนานกับการทำงานร่วมกันของเพื่อนผู้ร่วมการทำงานทดลองในไมนซ์มันน่าระทึกใจที่ได้เห็นว่าแนวความคิดและการทดลองช่วยเหลือกันค้นหากลไกและปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ๆได้อย่างไร” Golomay กล่าว ถึงแม้งานของเราจะเน้นไปที่ระบบใดระบบหนึ่งเพียงแค่นั้น แม้กระนั้นก็สามารถประยุกต์ใช้เป็นหลักฐานพิสูจน์แนวทางสำหรับครอบครัวของลูกถ้วยแม่เหล็กไฟฟ้าพวกเราหวังว่าการทำความเข้าใจเชิงลึกของพลวัตแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งพวกเราบรรลุผลสำเร็จในโครงงานนี้จะผลักดัน สนามไฟฟ้าที่น่าตื่นตาตื่นใจของ antiferromagnetic spintronics และจะเป็นจุดกำเนิดสำหรับแผนการร่วมใหม่จากกรุ๊ปของพวกเรา