MY.UAНовини
Вчені оприлюднили концепцію дизайну квантових матеріалів нового покоління
Вчені оприлюднили концепцію дизайну квантових матеріалів нового покоління

Вчені оприлюднили концепцію дизайну квантових матеріалів нового покоління

Дослідники з Національного університету Сінгапуру (NUS) оприлюднили революційну концепцію дизайну квантових матеріалів на основі вуглецю нового покоління. Вони створили крихітний магнітний нанографен у формі метелика, який містить висококорельовані спіни, демонструючи значний потенціал для розвитку квантових інформаційних технологій.

Магнітний нанографен, крихітна структура з молекул графену , виявляє чудові магнітні властивості завдяки поведінці певних електронів на π-орбіталях атомів вуглецю. На відміну від звичайних магнітних матеріалів, виготовлених з використанням важких металів, де задіяні різні типи електронів з d- або f-орбіталей, π-електрони вуглецю відіграють унікальну роль. Завдяки точному плануванню розташування цих атомів вуглецю на нанорозмірі можна досягти контролю над поведінкою цих унікальних електронів.

Це робить нанографен дуже перспективним для створення надзвичайно малих магнітів і для виготовлення основних компонентів, відомих як квантові біти або кубіти, необхідних для розробки квантових комп’ютерів. Високоякісні кубіти повинні підтримувати свій квантовий стан протягом тривалого часу, відомого як час когерентності, при цьому працюючи швидко. Відомо, що матеріали на основі вуглецю збільшують час когерентності спінових кубітів завдяки своїм двом унікальним властивостям: слабкій спін-орбітальній та надтонким зв’язкам, які ефективно запобігають декогерентності спінів електронів.

Команда дослідників під керівництвом доцента LU Jiong з кафедри хімії NUS та Інституту функціональних інтелектуальних матеріалів разом із професором Jishan WU також з кафедри хімії NUS та міжнародними співробітниками розробили метод проектування та створення великого повністю злитий магнітний нанографен у формі метелика. Ця унікальна структура складається з чотирьох округлих трикутників, що нагадують крила метелика, у кожному з цих крил міститься неспарений π-електрон, відповідальний за спостережувані магнітні властивості. Це досягнення пояснюється атомно-точним дизайном мережі π-електронів у наноструктурованому графені.

Доцент Лу сказав: «Магнітний нанографен, крихітна молекула, що складається з плавлених бензольних кілець, має значні перспективи як квантовий матеріал наступного покоління для розміщення захоплюючих квантових спінів завдяки своїй хімічній універсальності та тривалому часу когерентності обертання. Однак створення багатьох заплутаних спінів у таких системах є складним, але важливим завданням для побудови масштабованих і складних квантових мереж».

Це значне досягнення стало результатом тісної співпраці хіміків-синтетиків, матеріалознавців і фізиків, у тому числі професора Павла Єлінека та доктора Лібора Вея з Чеської академії наук у Празі.

Прорив у дослідженні нещодавно опублікували в науковому журналі Nature Chemistry .

Магнітний нанографен нового покоління з сильно заплутаними спінами

Магнітні властивості нанографену зазвичай випливають із розташування його спеціальних електронів, відомих як π-електрони, або сили їх взаємодії. Однак важко змусити ці властивості працювати разом для створення кількох корельованих спінів. Крім того, нанографен переважно демонструє особливий магнітний порядок, де спини вирівнюються або в одному напрямку (феромагнітний), або в протилежних напрямках (антиферомагнітний).

Дослідники розробили новий вид магнітного нанографена, щоб подолати ці проблеми. Вони створили нанографен із як феромагнітними, так і антиферомагнітними властивостями, який має форму метелика, створений шляхом поєднання чотирьох менших трикутників у ромб у центрі розміром приблизно 3 нанометри.

Щоб виготовити цей нанографен метелика, дослідники спочатку розробили спеціальний попередник молекули за допомогою звичайної хімії в розчині. Потім цей прекурсор використовувався для подальшого поверхневого синтезу, нового типу твердофазної хімічної реакції, що виконується у вакуумному середовищі. Такий підхід дозволив дослідникам точно контролювати форму та структуру нанографену на атомному рівні.

Інтригуючим аспектом цього нанографена метелика є те, що він має чотири неспарених π-електрони, спини яких переважно делокалізовані в областях «крил» і переплутані разом. За допомогою ультрахолодного скануючого зондового мікроскопа з нікелоценовим наконечником як датчика обертання в атомному масштабі дослідники виміряли екзотичний магнетизм нанографенів метелика. Крім того, ця нова техніка допомагає вченим безпосередньо досліджувати заплутані спіни, щоб зрозуміти, як працює магнетизм нанографену в атомному масштабі. Цей прорив не тільки вирішує існуючі проблеми, але й відкриває нові можливості для точного контролю магнітних властивостей у найменшому масштабі, що призводить до захоплюючих успіхів у дослідженні квантових матеріалів.

«Інформація, отримана в результаті цього дослідження, прокладає шлях для створення органічних квантових матеріалів нового покоління з дизайнерською квантовою спіновою архітектурою. Забігаючи вперед, наша мета полягає в тому, щоб виміряти динаміку спіну та час когерентності на рівні однієї молекули та когерентно маніпулювати цими заплутаними спінами. Це є значним кроком у напрямку досягнення потужніших можливостей обробки та зберігання інформації», – додав доцент Лу.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Який птах відповідає вашому місяцю народження та що він символізує
TSN
2026-10-22T09:21:18Z
Погляньте на ці рослини: вони підкажуть ідеальне місце для свердловини
24tv
2026-10-21T19:27:59Z
Одна хитрість допоможе зберегти сушені гриби надовго: що покласти в банку
GlavRed
2026-10-21T20:21:40Z
Гороскоп на 27 жовтня: якому знаку зірки радять тримати гаманець закритим
Знай
2026-10-27T04:12:50Z
Що приготувати з курячого фаршу: рецепт мʼясних кульок з сиром у духовці
Gazeta UA
2026-10-27T15:51:29Z
Осіння посадка та обрізка сливи: що потрібно зробити восени для щедрого врожаю
GlavRed
2026-10-27T15:27:33Z
Простоять усю зиму і не запліснявіють: як правильно сушити гриби
GlavRed
2026-10-22T23:42:49Z
Тут катаються на вулкані з дошки, а в озері плавають акули: цікава країна, про яку мало хто знає
24tv
2026-10-21T19:42:45Z
Ракам – відпустити минуле, Овнам – діяти послідовно: найавторитетніший гороскоп на 14 жовтня 2026 року
ГЛАВКОМ NET
2026-10-13T17:57:15Z
Розлучився після 25 років шлюбу: легенда "Ліверпуля" заручився із моделлю, молодшою на 16 років
Фокус
2026-10-21T18:33:33Z
Брітні Спірс збентежила фанатів: показала танець у прозорому спідньому
Фокус
2026-10-22T07:36:17Z
"Збираю себе докупи": Ірина Федишин показала перше фото з лікарні після втрати доньки
24tv
2026-10-21T19:21:37Z
Софія Ротару звернулась російською до покійного чоловіка
Фокус
2026-10-23T12:33:51Z
«Зросійщення відбулося, коли я переїхала до Києва». Відома ведуча зробила відверту заяву
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:51:18Z
Сковорода, ченці та Даша Астафʼєва: найсмішніше з Радіодиктанту
Фокус
2026-10-27T15:42:16Z
Відомий український продюсер захворів на рак: як він дізнався діагноз
Вива
2026-10-21T18:18:08Z
"Не холостяк": Цимбалюк ефектно привів свою кохану на "Голос країни" і відповів на питання про весілля
Фокус
2026-10-26T02:49:05Z
Стас Шурінс вперше за багато років з'явився на публіці: який зараз вигляд має 36-річний співак
TSN
2026-10-25T11:36:04Z
"Мені боляче": Alyona Alyona показала живіт після зменшення шлунка
GlavRed
2026-10-26T08:55:38Z
Пийте каву правильно — житимете довше: дослідники виявили важливу закономірність
TSN
2026-10-18T21:21:58Z
Сколіоз у дітей: ортопед - про те, чому наплічник і телефон не винні, а плавання й масаж не допомагають
Комсомольская правда
2026-10-25T13:04:01Z
Ці повсякденні звички можуть скоротити ваше життя на роки
TSN
2026-10-25T20:48:31Z
Чому ми забуваємо, навіщо зайшли до кімнати: науковці пояснили ефект дверей
TSN
2026-10-27T14:36:24Z
У Києві медики здійснили унікальну трансплантацію та врятували батька немовляти
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T14:15:05Z
Німецький метод проти конденсату: просто, дешево та ефективно для кожного
GlavRed
2026-10-26T17:06:22Z
Який чай корисніший для серця: зелений чи чорний — пояснення експертів
TSN
2026-10-21T15:51:58Z
Садівників закликали обприскати троянди молоком у жовтні – у чому причина
GlavRed
2026-10-26T11:27:50Z
Капсулу часу ВАЗ-2109 1988 року з пробігом лише 2000 км продають у Дніпрі
Топ Жир
2026-10-22T17:54:29Z
Електромобіль як основне авто: що варто продумати до покупки
Топ Жир
2026-10-22T14:00:36Z
Ігнорувати не можна: що потрібно зробити восени, щоб підготувати авто до зими
GlavRed
2026-10-21T17:18:42Z
Навіщо водії кріплять дерев'яну прищіпку на вентиляційний отвір в авто
GlavRed
2026-10-27T15:57:53Z
За ціною вживаного авто: блогер перетворив BMW i3 на електричний пікап менш ніж за $10 000
Фокус
2026-10-27T15:51:03Z
Tesla скасувала плани щодо Cybertruck: покупці чекали майже 7 років і залишилися ні з чим
Фокус
2026-10-27T15:04:42Z
Jeep зробила те, про що мріяли фанати бездоріжжя: Gladiator отримав 35-дюймові шини
Фокус
2026-10-27T14:57:46Z
Porsche 911 GT3 RS отримав дві турбіни: тюнери готують суперкар для рекордів
Фокус
2026-10-27T13:57:27Z
Електричні новинки Volkswagen у Китаї провалюються у продажах: що далі
AutoGeek
2026-10-27T13:45:40Z
Ракети вдарили по заводу "Протон" у Орлі: можливе влучання "Фламінго" чи Storm Shadow
Фокус
2026-10-23T16:46:25Z
На кордоні перехопили "голуба контрабандиста": він перевозив пігулки в рюкзачку
24tv
2026-10-15T18:15:03Z
Підліток влаштував кривавий розстріл у початковій школі: загинули діти — моторошні деталі
TSN
2026-10-16T14:00:48Z
У Києві пролунали вибухи
ГЛАВКОМ NET
2026-10-18T20:24:21Z
Поліція зірвала напад із кислотою на жінку у Вишгороді
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:57:30Z
У Німеччині авто в’їхало в натовп: є постраждалі
iPress
2026-10-27T15:37:38Z
На Кіровоградщині засудили адміністратора Telegram-спільноти про ТЦК
InternetUA
2026-10-22T20:43:00Z
В Росії розбився винищувач Су-30СМ — перші деталі
TSN
2026-10-21T17:12:04Z
Смертельна ДТП у Бабаях: виїзд із другорядної дороги призвів до загибелі двох людей
Мій Харків
2026-10-22T11:43:17Z
З’їв десерт — і помер: турист помер через фатальну помилку в кафе
TSN
2026-10-21T19:51:48Z
Маск звинуватив ЗСУ в порушенні правил Starlink та заявив про обмеження
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T22:01:50Z
Зимовий час: коли треба перевести стрілки
ZN UA
2026-10-21T22:06:53Z
Сліпий, однорукий і марнославний: як адмірал Нельсон ризикнув життям заради безсмертної слави
24tv
2026-10-21T19:36:43Z
Від Перу до Шотландії. Українці по всьому світу написали Радіодиктант єдності
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:57:05Z
У Литві пропонують запровадити загальний призов на військову службу з 2030 року
Европейская правда
2026-10-27T15:48:31Z
Мобілізація в Україні: коли можуть направити на ВЛК попри відстрочку
Политека
2026-10-21T20:00:10Z
Зрада та відьомство: як суд над королівською герцогинею став передвісником Війни троянд
Фокус
2026-10-23T15:27:41Z
Румунія визначилась з тим, хто постачатиме їй військові та цивільні радари
Европейская правда
2026-10-27T15:46:35Z
"Усі згодні з рішенням": Трамп заговорив про "пекельні санкції" проти РФ після повернення Габбарда до США
TSN
2026-10-22T18:55:53Z
Рубіо озвучив головну вимогу Росії для завершення війни
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T00:43:55Z
Саміт на трьох не потрібен Пекіну: експерт розкрив, чому план Кремля вийти з ізоляції провалився
24tv
2026-10-21T20:21:23Z
РФ запустила балістику по Києву, прогриміли вибухи: що відомо
Фокус
2026-10-21T19:45:33Z
Лавров заявив, що війна в Україні має тенденцію до загострення
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:57:42Z
Медіарух закликав Раду доопрацювати проєкт №10242 з урахуванням гарантій захисту для журналістів і їхнії джерел
Детектор М
2026-10-27T15:51:51Z
Підірвали генерала Сарварова: агент ГУР "Фома" створив мережу, яка стежить за офіцерами РФ
Фокус
2026-10-23T20:07:00Z
Трамп зателефонував Маску та попросив скасувати обмеження Starlink для України — WSJ
ZN UA
2026-10-22T22:13:00Z
Лубінець назвав точний час припинення вогню в Олешках
ГЛАВКОМ NET
2026-10-24T18:43:46Z
Київ під ударом балістики, лунають вибухи: перші деталі
TSN
2026-10-21T19:51:52Z
Дрова можуть зіпсуватися навіть у дровітні: скільки років їх можна зберігати
GlavRed
2026-10-22T01:24:28Z
Київ здригнувся від вибухів: що відомо про нічну балістичну атаку
Фокус
2026-10-21T23:46:18Z
Знову атака балістики серед ночі: у Києві пролунала серія вибухів
24tv
2026-10-21T23:12:59Z
Через Крим та Росію. Журналісти FT дізналися про маршрут евакуації українців з Олешків
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:36:11Z
У Києві запускають додаткові рейси електрички через ремонт метро та мостів
Апостроф
2026-10-27T15:21:30Z
Спалювання шин у промзоні: столичне підприємство завдало збитків довкіллю на 3,9 млн грн
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:18:51Z
На Чернігівщині молочна ферма перейшла на енергію сонця
AgroNews
2026-10-27T15:08:55Z
"Наймасштабніший режим тиші за час війни": перемирʼя в Олешках триватиме до 1 листопада
ZN UA
2026-10-27T15:04:17Z
Як зарядити телефон, коли немає світла: експерти розповіли про п'ять альтернативних способів
Политека
2026-10-21T19:21:26Z
Відома блогерка показала не те фото: її виправдання насмішило ще більше
Фокус
2026-10-23T11:12:47Z
IBM досягла 99% точності передачі квантової інформації між чіпами
InternetUA
2026-10-27T15:48:57Z
Хакери викрали дані близько 750 тисяч мешканців Молдови
Европейская правда
2026-10-27T15:39:31Z
Командувач Космічним командуванням Німеччини назвав росію реальною загрозою в космосі, попри віру в інопланетян
iPress
2026-10-27T15:37:52Z
Українська Tencore розширила можливості автономної роботи НРК за денного світла
InternetUA
2026-10-27T15:33:55Z
Український Ан-28 з’явився у Microsoft Flight Simulator – літак уже можна випробувати в небі
InternetUA
2026-10-27T15:18:21Z
Смітник під мийкою більше не в тренді: що встановлюють на сучасних кухнях
GlavRed
2026-10-27T15:12:09Z
У S.T.A.L.K.E.R. 2 змінили поведінку мешканців Зони та додали нові можливості
Gazeta UA
2026-10-27T14:54:25Z
Світло вимикатимуть із самого ранку: як діятимуть графіки 25 жовтня
GlavRed
2026-10-24T20:49:00Z
Норвегія виділяє 500 млн крон на енергетичну підтримку України
Европейская правда
2026-10-27T15:51:38Z
Долар досяг нового історичного максимуму, євро впав: курс валют на 28 жовтня
GlavRed
2026-10-27T15:36:39Z
Подорожчання продуктів в Україні: аграрії розповіли, як зміняться ціни на овочі та м'ясо взимку
Политека
2026-10-27T15:21:55Z
Уряд спростив оренду державного майна для постраждалого бізнесу
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:21:46Z
Після російських атак виробництво сталі в Україні впало майже до нуля, – репортаж Al Jazeera
Фокус
2026-10-27T15:18:25Z
Samsung знайшла спосіб здешевити Galaxy на тлі зростання цін на пам’ять
InternetUA
2026-10-27T15:01:19Z
Новий рекорд долара: НБУ встановив курси іноземних валют на 28 жовтня
Апостроф
2026-10-27T14:57:13Z
Прифронтовим аграріям почали видавати рукави для зберігання зерна
Agravery
2026-10-27T14:51:11Z
Жуан Педро вибув на кілька тижнів
Football.ua
2026-10-27T15:58:21Z
Дворазовий чемпіон Росії помер під час ветеранського турніру
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T15:57:34Z
18-річна українка на прізвисько "Рожева пантера" виграла чемпіонат світу з боксу
Комсомольская правда
2026-10-27T15:43:23Z
У Реала з'явилися новини щодо стану здоров'я Вальверде
Football.ua
2026-10-27T15:24:00Z
Кварацхелія успішно переніс операцію
Football.ua
2026-10-27T14:57:30Z
«Челсі» втратив найкращого бомбардира команди на прийдешні поєдинки
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T14:45:07Z
Один з найкращих футболістів світу успішно переніс операцію після розриву хрестоподібної зв'язки
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T14:42:28Z
Стала відома нова зарплата Пулішича в Мілані
Football.ua
2026-10-27T14:21:18Z
«Верес» здолав «Лівий Берег» на шляху в чвертьфінал Кубка України
ГЛАВКОМ NET
2026-10-27T14:15:05Z