インサイダーブリーフ：
- ノースイースタン大学の物理学者ポール・スティーブンソンは、タンパク質やDNAなどの生体分子がスピントロニクスの分野で重要な関心であるスピンベースの電子移動を自然に可能にするかどうかを調査しています。
- 彼の研究は、科学研究の空軍局からの若い調査員研究プログラム助成金によって資金提供されており、量子センシング技術を使用してタンパク質のスピン依存プロセスを検出することに焦点を当てています。
- スティーブンソンは、生物学的システムがスピトロニック材料のためのスケーラブルで効率的なプラットフォームを提供し、数十年の合成材料開発の必要性を潜在的にバイパスする可能性があると提案しています。
- このプロジェクトの目的は、生物学的系が電子スピンに影響を与え、将来の量子およびエネルギー効率の高い技術に影響を与えるメカニズムを明らかにするメカニズムを明らかにすることを目的としています。
- 画像クレジット：マシューモドーノ/ノースイースタン大学
プレスリリース – Spintronicsの分野は、従来の充電ベースのテクノロジーに代わる潜在的な代替として徐々に浮上しています。ほとんどの最新の電子機器は電子電荷の動きに依存して電荷を運ぶことができますが、研究者は、スピンの電子の別の固有の特性に傾く方法を模索しています。によると ノースイースタン大学からのニュースリリース、物理学者のポール・スティーブンソンは、自然がすでにこの技術を進めるための鍵を持っているかどうかを調査しています。
電子スピンの理解
電子スピンは、一見文字通りの回転ではありませんが、磁気モーメントを生み出し、「スピンアップ」または「スピンダウン」状態のいずれかに電子が存在できる量子特性を指します。これらの2つの状態は、クラシックコンピューティングの0Sおよび1と同様のバイナリインジケーターとして機能します。 Spintronics Researchは、電子の物理的な動きを必要とせずにこの特性を使用して情報を転送することに関心があります。
生体分子と自然なスピン機能
「人々は、このスピンプロパティとチャージプロパティを操作できる新しい材料を作る方法を見つけようとしました」とスティーブンソンは北東部のリリースで述べました。彼は、Spintronicsの研究者は歴史的に合成材料と工学的システムに焦点を合わせてきたが、生物学的分子はすでに科学者が構築しようとしている能力を持っているかもしれないと指摘した。
最近の研究は、タンパク質やDNAを含む生体分子が自然にスピン依存の電子移動を実証し、室温で外部磁場を使用しないでスピンベースの動作を潜在的に実行することを示唆しているようです。 「生物学的システムは、室温および外部磁場を使用して、スピンベースの電子機器に必要な多くのタスクを実行することができます」とスティーブンソンは言いました。
空軍グラントがサポートする新しい研究
スティーブンソンは最近、空軍科学研究局から若い調査員研究プログラム助成金を授与されました。 3年間の賞は、タンパク質のスピン依存電子移動を検出するための量子センシング技術に関する彼の研究を支援します。彼の目標は、生体分子システムでスピン特性がどのように出現するか、およびこれらの特性が量子情報処理または次世代電子機器で使用できるかどうかをよりよく理解することです。
リリースで述べたように、スティーブンソンの研究は、生物学的システムがスピンベースの材料のスケーラブルで効率的なプラットフォームとしてどのように機能するかに焦点を当てています。 「それについて考えるなら、それは最もスケーラブルな製造システムかもしれません」と彼は言いました。 「非常に多くのタンパク質が生物の中で毎秒合成されているので、新しい有機ベースの化合物を作るためにその機械をハイジャックすることができました。」
スティーブンソンによると、生物系でスピン効果が発生する理由を理解することは未解決の問題のままです。メカニズムは、おそらくミラーの対称性を欠いており、輸送中の電子スピンに影響を与える可能性がある生体分子のキラル構造に起因する可能性があります。このプロジェクトは、これらのメカニズムを特定し、それらを実用的なアプリケーション用に再現できるか最適化できるかを評価するために模索します。
自然のツールキットの探索
自然のツールキットに目を向けることにより、この研究は機能的なスピントロニック材料を開発するためのタイムラインを短縮する可能性があります。実際のデバイスへのパスは不確実なままですが、プロジェクトは、量子およびスピンベースのテクノロジーに関する洞察のために自然に発生するシステムを探索することの価値を例示しています。
