Orbitronics zorgt voor revolutionaire, energiezuinige innovaties

AmsterdamOnderzoekers van het Paul Scherrer Instituut en de Max Planck Instituten hebben een belangrijke ontdekking gedaan in de orbitronica, wat de energie-efficiëntie van technologieën kan verbeteren. Ze hebben bewijs gevonden voor monopolen van orbitale impulsmomenten door chirale topologische halfmetalen te bestuderen. Deze doorbraak maakt het inzichtelijker om complexe informatie over deze monopolen te begrijpen en kan in de toekomst praktische toepassingen hebben.

Nieuw technologie genaamd orbitronics maakt gebruik van de beweging van elektronen, in plaats van hun lading, om te functioneren. Deze benadering kan helpen om het energieverbruik in technologie te verminderen. Spintronics richt zich op de spin van elektronen, maar orbitronics biedt unieke voordelen, vooral bij het ontwikkelen van energiezuinige geheugenapparaten. Om orbitronics mogelijk te maken, zijn materialen nodig die deze vorm van elektronenbeweging ondersteunen.

Chirale topologische semi-metalen zijn veelbelovende materialen omdat ze in staat zijn om orbitale hoekmomentum (OAM) stroom te ondersteunen zonder externe invoer. Dit maakt OAM-stromen stabiel en energiezuinig. Belangrijke materialen zoals palladium met gallium en platina met gallium vertonen deze gunstige eigenschappen. Door gebruik te maken van deze materialen kan het eenvoudiger worden om apparaten te ontwikkelen die minder energie verbruiken, terwijl ze toch goed presteren.

Lees ook:

Vandaag · 20:17

Echo's uit de prehistorie: mysteries van oeroude geluiden en schilderijen in de Finse rotsen

Onderzoekers hebben een techniek genaamd Circulaire Dichroïsme in Hoekresolvende Foto-emissiespectroscopie (CD-ARPES) ingezet om monopolen van orbitale impuls (OAM) in bepaalde materialen te ontdekken. Aanvankelijk werd gedacht dat CD-ARPES OAM's direct kon meten, maar dat bleek niet juist te zijn. Ze ontdekten dat de data variëren afhankelijk van verschillende fotonenergieën, wat bijdroeg aan het afstemmen van experimentele resultaten met theoretische voorspellingen. Deze zorgvuldige benadering heeft geholpen bij het nauwkeurig identificeren van OAM-monopolen.

De mogelijkheid om OAM-texturen te bestuderen kan een grote invloed hebben op de technologische ontwikkelingen.

• Efficiëntere opslag van gegevens met verbeterde technologie.
• Geoptimaliseerde computerelementen die minder energie verbruiken.
• Mogelijkheid tot gepersonaliseerde richtbaarheid in apparaten.

Chirale topologische halfmetalen worden geïntegreerd in materialen om orbitronica-toepassingen te verbeteren, wat kan bijdragen aan technologie met een kleinere ecologische voetafdruk. Orbitronica wordt gezien als een drijvende kracht voor technologische innovatie en biedt een milieuvriendelijke weg naar toekomstige vooruitgang. Dit onderzoek legt de basis voor wetenschappers en de industrie om slimme, energiezuinige apparaten te ontwikkelen.