Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde

Dynamiek tussen twee atomen

NTvN 88-08

Het augustusnummer is uit!

Van zomerdag tot winternacht

In het augustusnummer wordt het boek Van zomerdag tot winternacht gerecenseerd. Het boek bevat vele mooie foto's.

Vorige Volgende

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.