Политтехнологи могут быть мастерами манипуляции, но ученые нагоняют быстро – по крайней мере, с атомами. В текущем номере Physical Review Letters ученые описывают, как продвинуться, потяните и двигайте отдельные атомы вдоль листа меди. Метод мог бы привести к производству крошечного атома объектов атомом или даже невероятно прекрасной микросхеме.Когда растровый туннельный микроскоп (STM) был изобретен в 1982, исследователи могли атомы человека изображения.
Как кто-то читающий Шрифт Брайля, STM просматривает поверхность с прекрасным наконечником титана, что чувства поток электронов к отдельным атомам и строят трехмерную карту поверхности объекта. Но в ближайшее время, ученые использовали его для толчеи атомов и молекул.
Теперь, три немецких физика из Берлина Freie Universitat обнаружили, что они могут переместить атомы тремя способами: натяжение, подталкивание и скольжение.Атомные взаимодействия между наконечником и образцом являются ключом к обману отдельных атомов. Например, молекула как моноксид углерода обычно не сцеплялась бы с металлом, таким образом, это отражено наконечником. «При перемещении атома с отталкивающей силой на плоском листе Вы немедленно теряете его», говорит член команды Герхард Мейер. Чтобы препятствовать тому, чтобы атом несся далеко, ученые используют медный кристалл, сморщенный как картон; молекулу моноксида углерода подталкивают мягко вниз одно из углублений.
Металлы как медь и свинец, с другой стороны, могут сцепиться с наконечником, таким образом, существует привлекательная сила между ними; когда наконечник перемещен, атом следует как послушная собака. Здесь, сила металлически-металлической связи определяет движение. Со свободной, эластичной связью атом попадает в каждую щель по пути, как домашнее животное, останавливающееся в каждом пожарном насосе, пока владелец не тащит привязь.
Но если связь трудна, атом следует в жестко регламентированном, скользя по щелям.«Что в моде об этом то, что это позволит Вам настраивать эксперименты, которые Вы не могли сделать прежде», говорит Дональд Эйглер, физик в Научно-исследовательском центре Альмадена IBM в Сан-Хосе, Калифорния. «Это кладет на место знание для строительства вещей в уровне атомов». Например, Стивен Минн, инженер-электрик в Стэнфордском университете, полагает, что микроманипуляция атомов могла бы помочь инженерам раздеть атомы водорода от кремниевых вафель, приведя к крошечным интегральным схемам.
Все потребности исследования являются небольшим толчком.