ذرات على السطح تهتز ليونة

بحث جديد عن الديناميات على السطوح والطبقات الرقيقة

قراءة بصوت عال

ذرات على السطح تهتز ليونة بكثير من الداخل. لقد اكتشف العلماء الفيينيين هذا الآن في مشروع بحث متعدد السنوات على نطاق واسع في فيزياء المواد. كما أبلغ الباحثون في مجلة Physical Review Letters ، فإنهم أيضًا على مسار القفزات من ذرات سطح فردية على المسار.

{} 1L

تعد الفيزياء النانوية والكيمياء النانوية مجالات بحث حديثة لدراسة الأسطح والواجهات والطبقات الرقيقة والجزيئات الصغيرة. توفر النتائج الأساس لتطوير مكونات أصغر وأصغر. تنعكس أهمية مجالات العلوم هذه في منح جوائز نوبل للفيزياء والكيمياء هذا العام.

يهتم الفيزيائيون حول Gero Vogl و Bogdan Sepiol من جامعة فيينا بشكل خاص بالحركة الحرارية للذرات الفردية ، وانتشارها ، والاهتزازات الحرارية للطبقات. تحدد الاهتزازات الخواص الحرارية وبالتالي القدرة الحرارية المحددة. يحدد الانتشار داخل الطبقات وعلى ثباتها الحراري. كباحثين أساسيين ، اقتصر علماء فيينا على الأسطح "النقية سريريًا" من خلال إعداد الأسطح الفردية من أجل كشف الظواهر المعقدة التي تختلط في الفيزياء النانوية والكيمياء النانوية.

يمكّن فهم السلوك الحراري للمواد من إنتاج مواد نانوية جديدة وتحسينها ، كما هو مطلوب اليوم في التكنولوجيا الحديثة ، على سبيل المثال في الشفرات التوربينية وأجزاء المحرك ومحفزات غازات العادم. عرض

تجارب في غرونوبل

لدراسة جودة السطح ، بنى الفيزيائيون أجهزة تحليل خاصة في مرفق الإشعاع السنكروتروني الأوروبي (ESRF) في غرونوبل. في السنكروترون ، يمكن إنشاء أشعة سينية حادة للغاية ، مما يجعل من الممكن لأول مرة دراسة ديناميات السطح. كان من الضروري لتحقيق النجاح وجود جهاز ("غرفة") مباشرة في ESRF ، حيث يوجد ضغط غاز أقل بواقع 10،000 مليار مرة مما نشعر به. هذا ضروري للحفاظ على الأسطح نظيفة. استغرق مفهوم هذا الجهاز وحده أكثر من عام. لم يكتمل البناء ، ولكن يتم تكييفه باستمرار وفقًا للتعلم المستمر في التجربة.

كان الشرط الأساسي للتجارب هو أن ضغط الغاز المنخفض هذا ظل ثابتًا ليس فقط في درجة حرارة الغرفة ولكن أيضًا عند بضع مئات من درجات مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، كان على شعاع السنكروترون أن يخترق النوافذ الخاصة تحت زاوية حدوث ضحلة للغاية داخل الحجرة ويمكنه الهرب منها مرة أخرى. يتم ضبط الشعاع الوارد والصادر بمساعدة من أحادي اللون من حيث طاقته وكثافته وتحليله وفقًا لتفاعله مع الطبقة السطحية.

النتيجة: يمكن تتبع الاهتزازات وشقوق ذرات السطح

مع المشروع البحثي ، تمكن العلماء من إثبات أن ذرات الطبقة السطحية تتذبذب أكثر ليونة من الداخل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك أن ترى كيف تنحسر هذه النعومة مع العمق. يعلم الفيزيائيون الآن ، كما هو الحال في الطبقات السطحية "الفوقي" ، التي تزرع على مادة أخرى ، أن الطبقات الأساسية تؤكد تأثيرها. بمساعدة طرق الفحص الجديدة ، من الممكن أيضًا متابعة القفز من الذرات الفردية على السطح. تم نشر ورقتين بالفعل في "خطابات المراجعة البدنية" الشهيرة في أغسطس وأكتوبر 2007 ، وسيتم نشر ورقة أخرى في وقت لاحق من هذا الشهر.

(idw - جامعة فيينا ، 17.10.2007 - DLO)