.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Беларусь
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.74469.html

статья Физики научились манипулировать отдельными электронами в атомах

Алексей Левин (Вашингтон), 25.07.2004
Атом и ион (модель). С сайта physicsweb.org
Атом и ион (модель). С сайта physicsweb.org
Реклама

Физики из цюрихской лаборатории корпорации IBM и шведского Технологического университета имени Чалмерса нашли способ снимать отдельные электроны с одиночных атомов золота, а потом заново преобразовывать такие рукотворные ионы в нейтральные атомы. Этим экспериментам посвящена статья, опубликованная в последнем номере журнала Science.

Доктор Репп и его коллеги для перемещения электронов воспользовались сканирующим туннельным микроскопом (СТМ). Основная деталь этого прибора - тончайшая вольфрамовая игла, которую подводят на расстояние порядка половины нанометра к поверхности исследуемого объекта. Когда между иглой и объектом создается разность потенциалов, между ними начинает течь слабый электрический ток, обусловленный отрывом электронов от кончика зонда. Такой ток возникает вследствие квантового туннельного эффекта, который и дал название этому типу микроскопов. Передвижение зонда над поверхностью объекта сопровождается непрерывным измерением силы туннельного тока. Эта информация поступает в управляющий компьютер, который реконструирует мельчайшие особенности рельефа изучаемой поверхности с исключительно высокой степенью разрешения.

Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа с сайта physicsweb.org Однако сканирующий туннельный микроскоп - не только наблюдательный инструмент. Давно доказано, что игольчатый зонд может отрывать с определенного участка поверхности атомы или молекулы и переносить их на другое место. Теперь же ученые из Швейцарии и Швеции продемонстрировали, что этот же прибор позволяет манипулировать электрическими зарядами отдельных атомов. Экспериментаторы изготовили пластинку из полированной меди (атомы этого металла показаны на схеме в виде красных шариков) и покрыли ее тончайшим слоем хлористого натрия (то есть обыкновенной поваренной солью). Толщина этой пленки составляла лишь два-три атома, а точнее, иона (как свидетельствует школьный учебник химии, хлористый натрий образует ионные кристаллы). На схеме положительные ионы натрия изображены синими шариками, а отрицательные ионы хлора - зелеными. На электроизолирующую соляную подложку с помощью СТМ поместили одиночный атом золота - как и положено, ему соответствует шарик цвета червонного золота. Поверхность вольфрамового зонда также покрыли атомами золота.

Атом и ион. Фото с сайта physicsweb.org На первый взгляд, операция по отрыву и возвращению электронов осуществлялась вполне элементарно. Ученые расположили кончик зонда непосредственно над атомом золота, после чего изменили величину туннельного тока. После того, как на зонд на несколько секунд был подан положительный потенциал в шесть десятых вольта, с атома золота "соскочил" единственный электрон, в результате чего этот атом превратился в положительный ион. Когда на зонд подали разность потенциалов в минус один вольт, атом золота вернулся в первозданное электронейтральное состояние. Эти изменения были зафиксированы компьютером, управляющим туннельным микроскопом. Доктор Репп полагает, что результаты этого эксперимента могут стать первым шагом на пути к созданию запоминающих устройств, в которых носителями информации будут служить отдельные атомы.

Источник:
Jascha Repp, Gerhard Meyer, Fredrik E. Olsson, Mats Persson
Controlling the Charge State of Individual Gold Adatoms
Science, Vol 305, Issue 5683, 493-495, 23 July 2004

Алексей Левин (Вашингтон), 25.07.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей