用原子力显微镜建立原子结构的新方法

一个国际科学家团队,其中包括来自理论凝聚态物理系的研究人员马德里大学Autónoma(UAM)提出了一种操纵原子的新方法。

纳米技术利用材料在纳米尺度上的特性(一纳米是一毫米的百万分之一)。欧洲杯足球竞彩这种小型化的最终极限是开发由人为制造的原子结构组成的设备,以实现一个确定的目的。

能够对原子进行可视化和操作的工具被称为近距离显微镜。这包括扫描隧道显微镜(STM),它在1986年的发展为G. Binning和H. Rohrer赢得了物理学小说奖,以及最近的原子力显微镜(AFM)。

在发表在《科学》杂志上的一项研究中,一个国际科学欧洲杯线上买球家小组,包括理论研究人员马德里自治大学凝聚态物理学系,提出一个新的方法基于AFM的操纵原子,可以构建在室温下稳定的原子结构。

与所有之前开发的原子操作方法,包括推或拉表面原子的材料使用显微镜的尖端和需要非常低的温度,控制交换的新方法是基于一个原子在表面原子的提示时,两个是足够近。用尖端的原子(化学上与表面的原子不同)作为“墨水”,就可以用显微镜“写”或“画”。这种交换过程可以在表面的不同位置重复,非常有效地形成复杂的结构。特别的是,这组科学家在锡原子覆盖的表面上“书写”了硅的化学符号“Si”(用作“墨水”的化学元素)。

由于量子力学的数值模拟需要使用超级计算机,也有可能解释这一过程背后的基本原子机制,并确定它发生的条件。

这种新的操作方案大大减少了实现复杂原子结构所需的时间。它甚至可以在室温下使用,并已被证明适用于各种半导体表面。因此,该方法在材料科学、纳米技术、分子电子学和自旋电子学等领域开辟了新的前景。欧洲杯线上买球特别是,AFM操纵表面单个原子的能力与识别化学元素的可能性相结合。该团队在去年发表在《自然》杂志上的一篇文章中证明了这一点,并将使纳米结构的构建具有特定的性能和功能,以提高电子设备的产量。

例如,将特定的掺杂元素放置在半导电表面的最佳位置,以提高纳米晶体管或磁性原子的效率,将为开发基于电子自旋控制的器件打开可能性。这些技术也可能带来量子比特的“纳米制造”的可能性,量子比特是最终可能成为量子计算机的基本部件。

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