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The Energies of Atomic Orbitals03:21

The Energies of Atomic Orbitals

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In an atom, the negatively charged electrons are attracted to the positively charged nucleus. In a multielectron atom, electron-electron repulsions are also observed. The attractive and repulsive forces are dependent on the distance between the particles, as well as the sign and magnitude of the charges on the individual particles. When the charges on the particles are opposite, they attract each other. If both particles have the same charge, they repel each other.
30.2K
Electron Orbital Model01:18

Electron Orbital Model

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Orbitals are the areas outside of the atomic nucleus where electrons are most likely to reside. They are characterized by different energy levels, shapes, and three-dimensional orientations. The location of electrons is described most generally by a shell or principal energy level, then by a subshell within each shell, and finally, by individual orbitals found within the subshells.
The first shell is closest to the nucleus, and it has only one subshell with a single spherical orbital called the...
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Energy of a Satellite in a Circular Orbit01:11

Energy of a Satellite in a Circular Orbit

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Thousands of artificial satellites orbit the Earth every day at various distances from the Earth. Satellites that orbit the Earth below an altitude of 1,600 km are considered to be orbiting in low-Earth orbit (LEO). Research satellites and Earth observation satellites are usually placed in LEO, and mostly orbit the Earth in elliptical orbits. Navigation satellites are placed in medium-Earth orbit (MEO), ranging from 2,000 km to 36,000 km from the surface of the Earth. Meanwhile, communication...
3.0K
Atomic Orbitals02:44

Atomic Orbitals

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An atomic orbital represents the three-dimensional regions in an atom where an electron has the highest probability to reside. The radial distribution function indicates the total probability of finding an electron within the thin shell at a distance r from the nucleus. The atomic orbitals have distinct shapes which are determined by l, the angular momentum quantum number. The orbitals are often drawn with a boundary surface, enclosing densest regions of the cloud.
43.9K
Molecular Orbital Theory II03:51

Molecular Orbital Theory II

27.3K
Molecular Orbital Energy Diagrams
27.3K
Molecular Orbital Theory I02:35

Molecular Orbital Theory I

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Overview of Molecular Orbital Theory
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Logia de espín magnetoeléctrica escalable y eficiente desde el punto de vista energético

Sasikanth Manipatruni1, Dmitri E Nikonov2, Chia-Ching Lin2

  • 1Components Research, Intel Corporation, Hillsboro, OR, USA. sasikanth.manipatruni@intel.com.

Nature
|December 5, 2018
PubMed
Resumen

Un nuevo dispositivo lógico espintrónico ofrece una alternativa escalable a la tecnología tradicional de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS). Esta innovación promete mejoras significativas en la eficiencia energética y el rendimiento para la computación futura, incluidas las aplicaciones de inteligencia artificial.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Física Cuántica
  • Ingeniería electrónica

Sus antecedentes:

  • Los transistores de metal-óxido-semiconductor (CMOS) complementarios han dominado la electrónica desde la década de 1980, pero sus principios fundamentales permanecen sin cambios a pesar de la miniaturización.
  • Hay una necesidad de tecnologías lógicas escalables más allá de CMOS para mejorar la eficiencia y el rendimiento de las arquitecturas von Neumann y los paradigmas informáticos emergentes como la inteligencia artificial.

Objetivo del estudio:

  • Investigar la tecnología lógica dimensionalmente escalable más allá del CMOS para mejorar la eficiencia y el rendimiento.
  • Proponer y evaluar un nuevo dispositivo lógico espintrónico para aplicaciones informáticas avanzadas.

Principales métodos:

  • Desarrollo de un dispositivo lógico espintrónico escalable que utiliza la transducción de órbita de espín y la conmutación magnetoeléctrica.
  • El uso de materiales cuánticos avanzados, incluidos los óxidos correlacionados y los estados topológicos de la materia, para la conmutación y la detección.
  • Progreso experimental en la conmutación magnetoeléctrica y la detección de estado de la órbita de giro.

Principales resultados:

  • El dispositivo espintrónico propuesto muestra una energía de conmutación superior (10-30 veces menor) y una tensión de conmutación más baja (5 veces menor) en comparación con el CMOS.
  • El dispositivo ofrece una mayor densidad lógica (5 veces mayor) y no volatilidad, lo que permite una potencia de espera ultra baja.
  • Potencial demostrado para avances informáticos multigeneracionales.

Conclusiones:

  • El dispositivo lógico espintrónico desarrollado representa una tecnología viable y escalable más allá del CMOS.
  • Esta tecnología aborda las necesidades críticas de miniaturización, reducción del consumo de energía y mejora del rendimiento en la computación moderna y futura.
  • Los hallazgos allanan el camino para las arquitecturas informáticas de próxima generación, particularmente en inteligencia artificial y computación de alto rendimiento.