ذرات كقطيع من الأغنام

الترتيب الذاتي للذرات داخل "آفات" ذرية مستديرة

جسم إهليلجي لذرات الكوبالت يوضع على لوح من ذرات النحاس. تتصرف الإلكترونات مثل الموجات (الدائمة) في بركة في هذا القلم. © معهد ماكس بلانك للفيزياء المجهرية
قراءة بصوت عال

من المعروف منذ بعض الوقت أنه من الممكن حصر الإلكترونات أو الذرات داخل الهياكل الذرية مثل الخراف في القلم. ولكن اكتشف الفيزيائيون الآن فضولًا: إذا كانت البوابات الذرية لها الشكل الصحيح ، وتم ضبط الوسادة ودرجة الحرارة وغيرها من البارامترات لتتناسب ، ثم تقوم الذرات المترسبة بالبخار بشكل عشوائي داخل البوابة الدائرية بترتيب نفسها في هياكل منتظمة - كما لو لوضع الأغنام في الدوائر من تلقاء نفسها.

منذ عدة سنوات حتى الآن ، ركزت سلسلة كاملة من مجموعات البحث في جميع أنحاء العالم على نمذجة إلكترونات التوصيل على سطح بعض المواد - أي الإلكترونات المتاحة لتدفق التيار الكهربائي - عن طريق ذرات مزروعة على وجه التحديد. يهدف هذا إلى التأثير على نمو الأغشية الرقيقة من المواد: إذا تبخرت ذرات جديدة - ما يسمى بـ adatoms - على مثل هذه الهياكل الإلكترونية ، ففضلت الالتفاتات أن تلتصق بالآخرين في بعض المناطق بسبب الجذب الكهربائي والتنافر ، اعتمادًا على كثافة الإلكترون على المادة ، لذلك يأمل الفيزيائيون في أن يكونوا قادرين على إنتاج أغشية رقيقة من المواد ذات الخصائص المعينة عن طريق كثافات إلكترونية مخصصة.

ذرات الكوبالت كـ "قلم"

قام الباحثون في معهد ماكس بلانك لفيزياء المجهرية في هالي ، بالإضافة إلى علماء الفيزياء من جامعتي هالي وسانتياغو دي كومبوستيلا ، إسبانيا ، بالتحقيق في شكل معين من التركيب الإلكتروني: لقد شاهدوا الإلكترونات في بيضاوي الشكل مغلق بإحكام من ذرات الكوبالت على ركيزة من النحاس. ، يمكن اعتبار إلكترونات التوصيل بمثابة غاز أو سائل ؛ في جولة "Atompferch" تشكل الأمواج الدائمة ، على غرار موجات المياه في بركة صغيرة.

قام الفيزيائيون بعد ذلك بمحاكاة ما يحدث عندما تتراكم الأبخرة بالكوبالت. تتفاعل الذرات الجديدة مع ذرات الكوبالت في الإلكترونات والإلكترونات المحاصرة. ينتج عن هذا تقلبات طفيفة في مستويات الطاقة ، والتي لا تلعب دورًا إلا في درجات حرارة منخفضة تتراوح بين 10 إلى 20 كيلفن. تتسبب هذه التقلبات في انزلاق الأداتومات بشكل تفضيلي إلى المواقع ذات الكثافة العالية للإلكترون - إذا كان معدل ترسيب البخار صحيحًا ، تكون درجة الحرارة منخفضة بدرجة كافية ويكون القلم كثيفًا بدرجة كافية.

دوائر متحدة المركز في الجولة الذرية

يرتب الكوبالت أنفسهم حسب الموجات الموجودة في بركة الإلكترون على الحذف. مع المصاحبة التي يمكن أن تتحرك بسهولة أكبر في درجات حرارة منخفضة - مثل ذرات عنصر السيريوم - وحاجز دائري ، تمكن الباحثون حتى من إنشاء هياكل منتظمة على الدوائر أنفسهم في الكمبيوتر ؛ كما لو كانت تترك بطريق الخطأ قطيعاً من الحيوانات الذرية في القلم وكانت الأغنام تستعد على فترات منتظمة وفي دوائر متحدة المركز. عرض

والخطوة التالية هي إظهار المحاكاة في التجربة ، والتي ينبغي أن تكون ممكنة باستخدام الفحص المجهري للقوة الذرية العادية ، لفتح طرق جديدة لإنشاء أفلام رقيقة ،

(MPG ، 15.11.2006 - NPO)