科学ニュース全般シェアするLINE!研究者は、米エネルギー省のローレンス・バークレー国立研究所(バークレーラボ)で製造したナノ材料の極薄スライスの中に、電子のための3次元競技場を作り上げました。1つの表面上を周回して、その後その物質の大半を通って、反対側の表面へ回って戻ってくるという、独特な動きをすることを観測することに成功したそうです。require.「室温で損失無しで表面上に電流を流せる、いわゆる位相物質を作り出す可能性は、リサーチコミュニティの中に相当な関心を引き付けています。究極のゴールは、超電導体として知られている、しかし超伝導体が要求する極低温の必要がない、別の種類のロスレス伝導に近づくことができるようになることです。factor,”「マイクロチップは、それが限定要因になっている放熱によって、莫大なエネルギーを失います。」発熱問題がネックになっています。form.「小型化すればするほど、熱くなります。研究対象の物質は、古典的な物理法則では説明不可能なヒ化カドミウムと呼ばれる無機半金属で、マイクロチップのエネルギー浪費を減らすための新しいアプローチを提供しています。2014年、科学者達は匕化カドミウムが、次世代コンピュータコンポーネントとして同じように期待されている原子1個の厚さのグラフェンといくつかの電子物性を共有していて、しかし3次元形であることを発見しました。炭素三兄弟の末っ子のグラフェンです。フラーレン、グラファイト、カーボンブラックを含めれば六兄弟ですが、ウルトラ六兄弟みたいで嫌なので、超強力三兄弟にしておきます。ウルトラ兄弟で言えば、ゾフィー、エース、タロウみたいなもんです。ヒ化カドミウムとか、聞いただけで体に悪そうですが、カドミウムと聞くとイタイイタイ病を思い出すのでそう思えてしまいます。easier,”「これらの現象が面白いのは、理論的に、それらは温度によって影響されず、それらが新しいデバイスの製造を簡単にさせる可能性がある三次元で存在しているという事実です。loss.「匕化カドミウムのサンプルは、電子の基本性質のスピンとそれの(磁気)モーメントを対にする、基本的にそれに左利き特性か右利き特性を与えている対掌性(キラリティー)として知られる量子的性質を示しています。その実験は、損失無しで電荷とエネルギーを物質を通じて輸送するためにキラリティーを使うためのゴールへの第一歩になりました。AとBをつなぐ、AとBが対になるキラリティーがイミフだったので調べてみました。以前にもやったような気もしますが、おさらいという事でとにかく調べてみました。ティーとは「構成要素が同じなのに立体構造(右手系)がその鏡像(左手系)と空間的重ならない」という性質のことを言います。右手と左手の役割(例えば右利きとか左利きとか)が違うように右手系の物質と左手系の物質では性質が異なります。ティーのある物質の右手系(あるいは左手系)だけを完全に創り分けたいというのが、物質科学の夢です。人や生物を創る構成物質(アミノ酸や糖類)にもキラリティーがあります。身体の中のアミノ酸は左手系だけで右手系はありませんし、糖類は右手系しかありません。いのでしょうか?この問題は「ホモキラリティー問題」として知られる未だベールに包まれた生命科学の大きな謎です。このように「キラリティー」は常に科学者の好奇心を掻き立てる魅力あふれるテーマなのです。光のキラリティーなるものも存在するようです。このキラリティーという概念もかなり奥が深そうなのであまり考えないようにします。field.「その実験において、研究者は、強力な磁場にさらされた時、たったの150ナノメートルの厚さ、あるいは、人の髪の毛の幅の約600分の1のヒ化カドミウム結晶の薄片中を、電流がどのようにして移動するのかを作って研究しました。Source.「その結晶サンプルは、ナノスケール材料を作って研究することに特化している、バークレー研究所の分子工場で丹念に作り上げられ、それらの3次元構造は、バークレー研究所の改良型放射光施設で、X線を使って細かい手入れがされました。track,”「その研究対象の材料の奇妙な性質について多くの謎が残っていて、次のステップとして、研究者は、外部磁界が必要ないように、磁性が組み込まれた似たような材料を構築するための他の製造テクニックを探しています。”これは応用するには正しい物質ではありませんが、我々が正しい方向に向かっている事を教えてくれています。current.「研究者が改良に成功すれば、そのような材料は、例えば、データ処理に電子のスピンを利用する(スピントロニクスと廃熱を電流に変換する熱電デバイス構築で知られている)次世代コンピュータのための、複数のコンピュータチップ間の相互配線を作るために、たぶん、使えるようになるかもしれません。experiment,「研究チームが実験を遂行するために必要な微小スケールで十分純粋なサンプルを作ることができるかどうかでさえ、初めは不透明でした。contribution.”「”我々は、材料中の電子の表面状態を測定したかったのです。この3次元材料は、表面だけではなく、中心部までバルクで電気を伝導しています。結果として、電流を測定する時、信号はバルクで起こっている事によって圧倒されてしまい、表面部分だけ知ることは不可能です。中心部に至るまで、ほぼ材料全体に電流を伝導するので、表面の電気の流れだけ測ることは不可能なようです。ディラック半金属ですからね。experiment.「なので彼等はそれらにもっと表面領域を与えるのと、表面信号が実験で支配的になることを確実にするために、百万分の1メートルからナノスケールへサンプルを縮小しました。work.”「”我々は、荷電粒子の集束ビームを使ってサンプルを微小構造に形作ることでこれを成し遂げることを決めました。”しかし、このイオンビームは物質をラフに取り扱うことで有名で、典型的に本質的に表面を損傷させるので、絶対にうまくいかないと考えていました。”」表面破壊屋っていうことみたいです。このダメージを最小化する方法を発見し、分子工場でツールを使ってその微小薄片表面を精巧に磨けるようにしています。”何かを切ると同時にそれを傷付けないようにすることは本来正反対です。我々のチームは、この事を可能にするために、イオンビーム加工を低エネルギーと光束密度の限界までプッシュする必要がありました。enemy(天敵)と考え方は一緒で、本質的に正反対(真逆)と言った意味合いです。focusは直訳すればビーム焦点ですが、この場合、ビーム集束度、ビーム収束度でもいいかと。焦点を絞るは考えを絞るという意味合いもあるのでややこしいし、要は、ビームを限界まで細くするという意味になれば全く問題ありません。material.「研究者が試料に電流を印加した時、電子は、原子軌道の周りを回るのに似たやり方で、円形にグルグル走り回っていましたが、それらの経路は、その試料の表面とバルクの両方を通過していました。defects.「印加された磁場は、表面の電子をあちこちへ振り回していました。それらがバルク電子と同じエネルギーとモーメントに達した時、そのバルクのキラリティーによって引っ張られ、反対側の表面へ押しやられ、それらが材料欠陥によって散乱されるまで、この奇妙に捻れ曲がった経路を繰り返します。表面電子が磁場に動かされることで、バルク電子と同じエネルギーとモーメントを得た時、例の電子のレースが始まるみたいです。techniques,「その実験は、理論上のアプローチと正しい材料とテクニックとのうまくいった結婚を象徴しています。」成功した融合でもいいです。Potterと彼の同僚達によって理論化され、我々の実験がそれを初めて観測しました”とAnalytisは語った。”それはとても珍しく、他のどのような系においても類似した現象は存在しません。材料の2つの表面が、それらのキラル特性のおかげで長距離をお互いに応答し合っています。systems,”「我々はこの挙動を、これらの材料において予想された特異な性質を評価するための方法として予測していましたし、実際の実験系でこれらのアイデアが現実となるのを目にしてとてもワクワクさせられました。研究者達はまた、材料中心における障害が電子が1つの表面から他の表面へとその材料を横切って移動するかどうかに影響を与えるのにもかかわらず、材料の結晶表面のパターニングでの障害が、そこでの電子の動きに影響を与えるようには見えないことを学びました。direction.「電子のその動きは、一部の電子は材料の周りを一方向に回り、他の電子は逆方向に材料の周りを輪を描いて動くことで、両利きを示しています。役割という意味になります。memoryなんてのもあります。materials.”「”研究者達は現在進行中の研究のための新しい材料を設計するのにこの研究を利用しています。”とAnalytisは言った。”我々は量子材料からプロトタイプデバイスを作るために通常は半導体産業に限られているテクニックを使っています。従来とは全く別の種類の常温超伝導体を実現するための次のステップが現在進行中なので、近い将来冷却装置が必要ない超電導体が本当に開発されるかもしれません。非常に期待大の研究と言えるのではないでしょうか。ヘッドホンやイヤホンの大音量やステレオの大音量が耳に悪い事は自分が子供の頃から言われていたし、スピーカーからの大音量も当然耳...記事を読む第5の力が本当に存在するのかはまだ分かっていない自然界に第5の力が存在するのかどうかはまだ分かりません。そのような力が存在する可能性があるというだけです。カー効果測定システム相関スピン系における超高速非平衡磁化は、ここ数年広く研究されています。材料特性と材料機能を最も基本的なレベルで理解するには、高精度で原子の3次元配置を知らなければなりません。(老化細胞除去薬)という心臓血管疾患に効果が期待されているお薬のお話です。