Квантовое магнитное туннелирование

Намагниченность и квантовое магнитное туннелирование 535 [c.535]

Квантовое магнитное туннелирование [c.542]

Перспективным направлением здесь являются квантовые вычислительные устройства. В таких компьютерах квантовые эффекты, например магнитного квантового туннелирования или гигантского магнитного резонанса, не ограничивают, а расширяют возможности вычислений и увеличивают быстродействие. Следует пояснить, что в обычных, цифровых ЭВМ, информация сохраняется в виде последовательности символов О и 1 (бит информации соответствует набору одной из этих цифр). Информация в квантовых битах записывается суперпозицией состояний О и 1 , точное значение которых одновременно определяется в момент измерения. Последовательность из N цифровых битов может представлять любое число в интервале от О до 2 - 1, в то время как N квантовых битов могут представить все эти 2 чисел одновременно. К примеру, квантовый компьютер с 300 такими битами может описывать систему с числом элементов 2 ° 10 , что превышает число атомов Вселенной. При поиске данных в массиве из N элементов скорость квантовых компьютеров в раз превосходит скорость цифровых ЭВМ [1]. Таким образом, именно нанотехнология может решить проблему изготовления большого числа квантовых битов и вывести вычислительную технику к пределам действия закона Мура. [c.523]

В работе [130] предложена модель существования орбитальных состояний протона, частично делокализованных внутри шестичленных колец в гексагональной структуре льда I. В слабом периодически меняющемся магнитном поле на процесс туннелирования протона по водородным связям оказывает влияние спин протона и спин-орбитальное взаимодействие. В [131] для объяснения этого явления предложено рассматривать протон в квантовом метастабильном состоянии, охватывающем несколько атомов кислорода. Согласно В.Н. Бинги динамика протона в структуре льда I, находящегося во внешнем электромагнитном поле, описывается квадратичной зависимостью частот резонансов и амплитуды переменного поля. Учет спин-орбитального взаимодействия приводит к возникновению пе- [c.38]

Из литературы 11,10] известно, что микроволновое облучение слоистых пленок А1-С-А1 при комнатной температуре вызывает появление в вольт-амперных характеристиках ступенек, которые теоретически предсказаны и экспериментально наблюдаются в металлических контактах с двухэлектронным сверхпроводящим туннелированием. Известно также, что постоянное магнитное поле (ПМП) влияет на постоянный ток через туннельный контакт и эта зависимость имеет очень характерный вид ступенек. Подобный вид кривых на температурной зависимости изменения сопротивления исходя из подобия физической картины сверхпроводимости в ассоциатах воды и в рассмотренных выше сверхпроводящих материалах может служить подтверждением наличия квантовых эффектов в воде. [c.137]

Шестнадцатая глава посвяшена магнитным свойствам наноструктур. Наноразмерные магниты позволяют создавать исключительную плотность магнитной записи с участием магнитных носителей. В настоящее время кроме размерного эффекта суперпарамагнетизма, большой интерес вызывают эффекты гигантского магнетосопротивления для построения наноматериалов с регулируемыми электромагнитными свойствами, а также эффекты квантового магнитного туннелирования. В результате регулируемого наноструктурирования магнитных сплавов возникают новые возможности создания магнитомягких или магнитожестких материалов с улучшенными механическими свойствами. [c.14]

Коснувшись вопроса о природе барьера, мы должны еще упомянуть, что при внутреннем вращении молекула может этот барьер, собственно, и не переходить. Эксперименты с использованием методов магнитного резонанса дали существенные доказательства того, что заторможенное вращение метильной группы в молекуле вещества, находящегося в твердом состоянии при низкой температуре, может рассматриваться как туннелирование [55]. Туннельной спектроскопии высокосимметриодых молекул посвящена работа [56]. Чайлд [57] предложил полуклассическую теорию, позволяющую решать довольно широкий круг задач, включая туннелирование и внутреннее вращение, без решения уравнения 1федингера. Модель явления туннелирования развивается в работах [55, 58]. Частота квантовых переходов через потенциальный барьер пропорциональна следующему выражению [c.12]

Кластер Мп со спином 5 = 10 образует во внешнем магнитном поле уровни энергии. Электронные переходы между этими уровнями могут осуществляться или под действием тепловых флуктуаций, или благодаря квантовому туннелированию. Термоактивированный переход может происходить за счет суперпарамагнетизма (суперпарамагнитной релаксации), когда суммарный магнитный момент кластера флуктуирует как целое. В этом случае кривые намагничивания обладают обычным плавным характером. Однако для монокристалла, построенного из Мп 1-кластеров, были получены необычные гистерезисные кривые типа ступенек (рис. 6.16), напоминающие кривые одноэлектронной проводимости для молекулярных металлических кластеров. Ступени на кривой намагничивания возникают тогда, когда включается механизм квантового туннелирования. Этот эффект реализуется при таких значениях напряженности магнитного поля, при которых уровни энергии совпадают. При этих значениях Я переход из одного спинового состояния в другое происходит по туннельному механизму — скачком. В результате при низких температурах наблюдается серия скачков намагниченности в области значений Я от О до 2,64 Тл с интервалом Я + - Н = АН = 0,44 Тл в соответствии с квантованием уровней спина в магнитном поле. [c.238]

Магнитные свойства наноструктур облацают большим разнообразием и значительно отличаются от массивного материала. Основной вклад здесь вносят размерные эффекты, влияние поверхности, образующих наноструктуру кластеров, межкластерные взаимодействия или взаимодействия кластера с матрицей и межкластерная организация. Особенности формирования наноструктур и их свойства позволяют синтезировать новые магнитные наноматериалы и магнитные наноустройства на их основе. К числу наиболее характерных и впечатляющих свойств нанокластеров и наноструктур следует отнести прежде всего суперпарамагнетизм, который проявляется при размерах магнитных кластеров 1-10 нм, магнитную однодомен ность нанокластеров и наноструктур вплоть до 20 нм, процессы намагничивания, которые чувствительны не только к характеру магнитного упорядочения кластера, но и к его размеру, форме, магнитной анизотропии, эффекты магнитного квантового туннелирования, при которых намагниченность меняется скачками, подобно эффектам одноэлектронной проводимости, и эффекты гигантского магнетосопротивления. Представляют большой интерес магнитные фазовые переходы первого рода в нанокластерах и наноструктурах, когда магнитное упорядочение в наносистеме исчезает скачком и наносистема переходит в парамагнитное состояние, минуя суперпарамагнитное состояние, для которого характерно сохранение магнитного упорядочения ниже точки Кюри. [c.522]

Внутреннее ядро кластера, включающее ионы марганца, имеет тетрагональное двухслойное строение атомы Мп + образуют внутренний кубановый каркас со структурой МП4О4 и спином 5 = 3/2, а восемь внешних атомов со спином 8 = 2 образуют наружный слой. Обменные взаимодействия внутри кластера стабилизируют ферримагнитное основное состояние кластера с коллективным спином 5 = 10. Энергия кристаллофафической анизотропии с аксиальной симметрией типа АЕ = 08 , создаваемая кристаллическим полем, расщепляет основное состояние спина на два уровня с = 10 и константой кристаллического поля О = 0,61 Тл. Для термоактивированного процесса при температурах кТ > АЕ происходят нерезонансные переходы с вероятностью и временами перехода, характерными для более крупных кластеров. В случае же низких температур появляется вероятность квантового туннелирования проекции магнитного момента при совпадении уровней энергий во внеш- [c.543]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология