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El material cuántico único podría habilitar computadoras increíblemente poderosas y ultracompactas

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El material cuántico único podría habilitar computadoras increíblemente poderosas y ultracompactas

Ilustración de arte conceptual de computación espintrónica.

quantum computing, and fundamental research.

Information in computers is transmitted through semiconductors by the movement of electrons and stored in the direction of the electron spin in magnetic materials. To shrink devices while improving their performance—a goal of an emerging field called spin-electronics (“spintronics”)—researchers are searching for unique materials that combine both quantum properties. Writing in the journal Nature Materials on May 5, 2022, a team of chemists and physicists at Columbia University finds a strong link between electron transport and magnetism in a material called chromium sulfide bromide (CrSBr).

Created in the lab of Chemist Xavier Roy, CrSBr is a so-called van der Waals crystal that can be peeled into stackable, 2D layers that are just a few atoms thin. Unlike related materials that are quickly destroyed by oxygen and water, CrSBr crystals are stable at ambient conditions. These crystals also maintain their magnetic properties at the relatively high temperature of -280F, avoiding the need for expensive liquid helium cooled to a temperature of -450F.

Chromium Sulfide Bromide Nanoscale Devices

Chromium sulfide bromide crystallizes into thin layers that can be peeled apart and stacked to create nanoscale devices. Columbia researchers discovered that this material’s electronic and magnetic properties are linked together—a discovery that could enable fundamental research as well as potential applications in spintronics. Credit: Myung-Geun Han and Yimei Zhu

“CrSBr is infinitely easier to work with than other 2D magnets, which lets us fabricate novel devices and test their properties,” said Evan Telford, a postdoc in the Roy lab who graduated with a PhD in physics from Columbia in 2020. Last year, colleagues Nathan Wilson and Xiaodong Xu at the University of Washington and Xiaoyang Zhu at Columbia found a link between magnetism and how CrSBr responds to light. In the current work, Telford led the effort to explore its electronic properties.

The team used an electric field to study CrSBr layers across different electron densities, magnetic fields, and temperatures—different parameters that can be adjusted to produce different effects in a material. As electronic properties in CrSBr changed, so did its magnetism.

“Semiconductors have tunable electronic properties. Magnets have tunable spin configurations. In CrSBr, these two knobs are combined,” said Roy. “That makes CrSBr attractive for both fundamental research and for potential spintronics application.”

“Semiconductors have tunable electronic properties. Magnets have tunable spin configurations. In CrSBr, these two knobs are combined.”

Xavier Roy

Magnetism is a difficult property to measure directly, particularly as the size of the material shrinks, explained Telford, but it’s easy to measure how electrons move with a parameter called resistance. In CrSBr, resistance can serve as a proxy for otherwise unobservable magnetic states. “That’s very powerful,” said Roy, especially as researchers look to one day build chips out of such 2D magnets, which could be used for quantum computing and to store massive amounts of data in a small space.

The link between the material’s electronic and magnetic properties was due to defects in the layers—for the team, a lucky break, said Telford. “People usually want the ‘cleanest’ material possible. Our crystals had defects, but without those, we wouldn’t have observed this coupling,” he said.

From here, the Roy lab is experimenting with ways to grow peelable van der Waals crystals with deliberate defects, to improve the ability to fine-tune the material’s properties. They are also exploring whether different combinations of elements could function at higher temperatures while still retaining those valuable combined properties.

Reference: “Coupling between magnetic order and charge transport in a two-dimensional magnetic semiconductor” by Evan J. Telford, Avalon H. Dismukes, Raymond L. Dudley, Ren A. Wiscons, Kihong Lee, Daniel G. Chica, Michael E. Ziebel, Myung-Geun Han, Jessica Yu, Sara Shabani, Allen Scheie, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Di Xiao, Yimei Zhu, Abhay N. Pasupathy, Colin Nuckolls, Xiaoyang Zhu, Cory R. Dean and Xavier Roy, 5 May 2022, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-022-01245-x

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Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium – Picayune Item

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Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium – Picayune Item

Promoción de la educación STEM: los estudiantes de PRCC reciben subvenciones del Mississippi Space Grant Consortium

Publicado a las 12:05 p.m. del jueves 25 de abril de 2024

Por CCPR

Cinco estudiantes de Pearl River Community College han sido seleccionados para recibir la beca para estudiantes STEM del Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC) para 2024.

Los solicitantes fueron seleccionados en función de su trabajo realizado en el STEM Club como miembro activo, sus cursos en PRCC, su servicio a la escuela y la comunidad, y las recomendaciones de los instructores. Cada estudiante recibió $750 que pueden usarse para beneficiar y ampliar su educación.

Los homenajeados de este año son Noah Bowman, Brennin Carlisle, Mason Holladay, Destiny Taylor y Sydney Thornton.

«Desde 1993, PRCC ha participado activamente en esta organización estatal sin fines de lucro, con el apoyo de la Oficina de Participación STEM de la NASA, que inicialmente financió colegios comunitarios para este programa», dijo Melinda Miller, coordinadora de subvenciones espaciales de PRCC (MSSGC) e instructora de biología. A&P humana y ciencia forense. «Expresamos nuestra gratitud a la administración de PRCC, la Subvención Espacial de Mississippi de la NASA y la Oficina de Participación STEM por su invaluable apoyo para lograr los objetivos del programa».

«Extendemos nuestras felicitaciones a estos merecedores estudiantes de STEM y esperamos sus logros a lo largo de su trayectoria académica».

GANADORES DEL PREMIO STEM 2024
Bowman es un estudiante de segundo año de Varnado, LA. Se graduó del programa de educación para adultos de PRCC después de recibir educación en casa.

En PRCC fue miembro de Phi Theta Kappa y de la Concert Band. También es tutor de Servicios de Apoyo Estudiantil/TRIO. Después de graduarse, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en bioquímica antes de postularse para el programa de veterinaria de la Universidad Estatal de Luisiana.

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«Este premio me ayudará a lograr mis objetivos educativos al ayudarme a pagar mi matrícula de verano para poder tomar todos los cursos posibles aquí». » dijo Bowman.

Carlisle es un estudiante de segundo año de Poplarville que se graduó de Lamar Christian School. Es un estudiante de trabajo y estudio en el edificio de Educación Técnica Profesional en el campus de Poplarville y con frecuencia participa en actividades de desarrollo de ciencias.

Se espera que Carlisle se gradúe el próximo mes de mayo del programa de Tecnología de Automatización y Controles (Instrumentación). Planea conseguir un trabajo en el Centro Espacial Stennis y quiere trabajar en varios proyectos personales que podrían interesar a más personas en STEM.

«Trabajo mucho con la impresión 3D y disfruto viajar a diferentes escuelas para enseñar a los niños los beneficios de las impresoras 3D», dijo Carlisle. «Este dinero me ayudará a ampliar mis conocimientos personales para estar mejor equipado para enseñar a otros».

Holladay es un estudiante de segundo año de Kiln que se graduó de Hancock High School. Actualmente cursa la carrera de Ciencias de la Salud y Pre-Enfermería. Después de PRCC, planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi para obtener una licenciatura en enfermería.

«Estoy muy agradecido por esta asignación», dijo Holladay. “Pienso usarlo para cubrir mis gastos de vivienda mientras estudio en la USM.”

Taylor es originaria de Carriere y se graduó de Pearl River Central High School. Actualmente es estudiante del programa de Tecnología Electrónica y participa activamente en el eSports Gaming and Strategy Club y en el Ally Club.

Después de graduarse, busca adquirir habilidades y experiencia en ingeniería o ciencias, a través de pasantías u oportunidades laborales.

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«Planeo utilizar este premio para financiar mis necesidades de capacitación y suministros, lo que me permitirá sobresalir como técnico en electrónica», dijo Taylor. «Este es un paso esencial para lograr mis objetivos profesionales y hacer una contribución significativa al campo».

Thornton es un estudiante de segundo año de Sumrall que se graduó de Sumrall High School. Ella está en el Instituto de Honores William Lewis y ha sido miembro de la Spirit of The River Marching Band durante dos años, sirviendo como líder del trombón este año, así como miembro de los Jazz Cats. Las actividades adicionales incluyen el Consejo Asesor Estudiantil, la Asociación de Gobierno Estudiantil y Phi Theta Kappa. Además, está en rotación para el departamento de ciencias, participando en actividades como el reciente Simposio Mujeres en STEM y la Fiesta de Observación del Eclipse Solar.

Thornton está en la carrera de ciencias de la salud y preenfermería. Se graduará en mayo y planea asistir a la Universidad del Sur de Mississippi.

«Me acaban de aceptar en el programa de enfermería de USM y no puedo esperar para comenzar el siguiente paso en mi viaje», dijo Thronton. “¡Este premio me ayudará a continuar mi educación en USM y seguir esforzándome por lograr mi objetivo de convertirme en enfermera titulada!” »

ACERCA DE LA SUBVENCIÓN DE ESPACIO DE PRCC
El programa PRCC Space Grant está afiliado al Mississippi Space Grant Consortium (MSSGC). El programa MSSGC está diseñado para empoderar, mejorar e iluminar a la próxima generación de exploradores de Mississippi a través de oportunidades para participar y contribuir a la misión de la NASA.

Los programas de subvenciones espaciales de la PRCC están diseñados para centrarse en la agenda de investigación humana de la misión de la NASA de aplicar conocimientos y tecnología para mejorar la competitividad, la educación y la calidad de vida de nuestra nación en la Tierra. El subsidio para estudiantes STEM está diseñado para ayudar a los estudiantes con sus gastos educativos actuales o futuros y/o necesidades de proyectos en curso en su campo STEM objetivo.

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PRCC es uno de los diez colegios comunitarios de Mississippi que participan en el programa. Además del subsidio para estudiantes STEM, los fondos se utilizan para ayudar Proyectos especializados en biología y zoología., concursos científicos para escuelas medias y secundarias, Desarrollo docente STEM K-12, oportunidades de desarrollo profesional STEM en colegios comunitarios y promoción de STEM al público en general.

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Lanzamiento de SpaceX en el Centro Espacial Kennedy, Cabo Cañaveral: cómo verlo

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Enterrada en la Nebulosa Pata de Gato se encuentra una de las moléculas espaciales más grandes jamás observadas.

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Enterrada en la Nebulosa Pata de Gato se encuentra una de las moléculas espaciales más grandes jamás observadas.

Los científicos han descubierto una molécula espacial previamente desconocida mientras investigaban una región relativamente cercana de intenso nacimiento estelar, un punto cósmico a unos 5.550 años luz de distancia. Es parte de la Nebulosa Pata de Gato, también conocida como NGC 6334.

El equipo, dirigido por el estudiante graduado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Zachary Fried, examinó una sección de la nebulosa conocida como NGC 6334I con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Esto reveló la presencia de una molécula compleja conocida como 2-metoxietanol, que nunca antes se había observado en el mundo natural, aunque sus propiedades habían sido simuladas en laboratorios en la Tierra.

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