Artikel
Dynamiek tussen twee atomen
Gepubliceerd: 1 May 2022 13:00
Hoe communiceert een atoom met zijn buurman? In Delft brachten we twee individuele atomen met elkaar in contact en legden we de magnetische wisselwerking vast door middel van een tunnelmicroscoop.
Auteur: Lukas Veldman.
Je kent de plastic kristalmodellen uit het scheikundelokaal vast nog wel: balletjes (atomen) die met dunne stokjes (bindingen) aan elkaar zitten en zo een rooster vormen. De atomen in zo’n model lijken rotsvaste, statische bouwstenen maar in werkelijkheid beweegt er constant van alles in een kristal. Je kunt daarbij denken aan elektronen die door het kristal bewegen of aan trillingen in het atoomrooster, maar ook de kleine magneetmomenten – spins – van de individuele atomen voelen elkaar en kunnen draaien. De interactie tussen deze atomaire magneetmomenten is interessant om een aantal redenen. Ten eerste liggen zulke interacties waarschijnlijk ten grondslag aan de eigenschappen van bepaalde exotische materialen. Ten tweede kunnen deze interacties tussen spins ook slim gebruikt worden voor de overdracht van informatie. Zo worden in spintronica zeer energie-efficiënte spingolven gebruikt voor de overdracht van informatie in plaats van elektrische stroom en zijn er verschillende qubits (bouwstenen van de quantumcomputer) gerealiseerd op basis van spins.
In dit onderzoek hebben we een tunnelmicroscoop gebruikt om twee individuele atomen te isoleren en aan elkaar te koppelen. Door een van de twee spins te exciteren en vervolgens uit te lezen konden we de elementaire spin-spincommunicatie tussen de twee atomen op nanoseconde-tijdschaal bestuderen. We hopen zo meer te weten te komen over hoe spinexcitaties zich bewegen door materialen.
Lees het volledige artikel in het meinummer van het NTvN of klik hier voor de pdf.
Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde
Het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde is hét Nederlandstalige vakblad voor natuurkundigen, vol nieuws uit de natuurkunde. Een greep uit de onderwerpen: onderzoek aan de frontlinie, natuurkunde en kunst, onderwijs, bijzondere loopbanen, interviews met prominente wetenschappers en een kijkje in de keuken bij bedrijven. Jaarlijks verschijnt vlak voor de zomer een extra dik themanummer. Leden van de NNV ontvangen het tijdschrift maandelijks.
Speciale editie Beestachtige fysica
Beestachtige fysica is de naam van onze speciale editie van 2023. De mens, biologisch gezien ook een dier, heeft enkele bijzondere eigenschappen. Een opponeerbare duim, die het gebruik van gereedschappen makkelijker maakt, rechtop lopen en de ontwikkeling van spraak. Het stelt ons in staat elk werelddeel te bevolken. Toch hebben (andere) dieren eigenschappen waar wij alleen van kunnen dromen. Wat denk je van dieren die kunnen vliegen of het aardmagnetisch veld kunnen detecteren? We zetten dieren in voor ons eigen bestwil en putten inspiratie uit de natuur voor de ontwikkeling van nieuwe materialen, maar laat je in dit nummer vooral ook verwonderen over de veelzijdige fysica die het dierenleven rijk is.
Het themanummer Beestachtige fysica is los te bestellen door een mailtje te sturen aan het NNV-bureau (bureau@nnv.nl), vergeet niet om een verzendadres te vermelden. Het nummer kost 10 euro, inclusief btw en verzendkosten (voor verzenden naar het buitenland rekenen we extra kosten).