新型“超原子”兼具電性和磁性

新型“超原子”兼具電性和磁性

美國科學家發現了一種性能穩定的新型“超原子”，是由個(ge) 鐵原子和8個(ge) 鎂原子集結而成的原子簇，具有令人不可思議的磁性。科學家們(men) 認為(wei) ，電性和磁性兼備的這種超原子可用來組裝分子電子設備，從(cong) 而為(wei) 下一代處理器、存儲(chu) 器和量子計算機的研製奠定基礎。

弗吉尼亞(ya) 聯邦大學的物理學教授施夫·漢納領導的團隊發現了該超原子。他們(men) 在《美國國家科學院院刊》上報告稱，不具有磁性的鎂元素在新型超原子中被鐵原子磁化，也擁有了磁性。新的超原子擁有一個(ge) 磁矩，其大小為(wei) 4玻爾磁子，大約為(wei) 固體(ti) 磁鐵中鐵原子磁矩的兩(liang) 倍。磁矩是該原子簇磁強度的衡量指標。盡管元素周期表中有00多種元素，但在固態下表現出磁性的隻有9種。“我們(men) 的研究找到了一種新方法，通過控製不具有磁性的元素同單個(ge) 具有磁性的原子的結合，讓本身不具有磁性的元素擁有磁性。”漢納說。

該研究團隊還發現，當原子簇擁有8個(ge) 鎂原子時，其充滿電子的殼層與(yu) 未填滿的殼層幾乎*分離，從(cong) 而獲得非凡的穩定性。當一個(ge) 原子的zui外層被填滿並且與(yu) 未填滿的殼層分開時，該原子處於(yu) 一種穩定的狀態，惰性氣體(ti) 的原子就是如此。

這種兼具磁性和導電性的超原子將在分子電子設備領域大展拳腳。分子電子設備是用單個(ge) 分子、超分子或分子簇代替矽基半導體(ti) 晶體(ti) 管等固體(ti) 電子學元件來組裝邏輯電路，乃至組裝完整的分子計算機。分子設備使具有特定自旋方向的電子能流動，可以用於(yu) 量子計算機中。或許未來據此組裝出的分子設備能用來製造更緊密的集成設備、數據處理速度更快的存儲(chu) 器乃至量子計算機等。

新的超原子還會(hui) 優(you) 先使朝特定方向自旋的電子遍及整個(ge) 原子簇，漢納團隊正在對新的超原子的集合進行研究。他表示，將超原子集合在一起或許可以用於(yu) 製造自旋電子設備——使用電子自旋來合成新的存儲(chu) 設備和數據處理過程。