يخلق الباحثون أنحف سلك في العالم

سلاسل من ذرات الذهب المفردة كرؤساء للتكنولوجيا النانوية

الأسلاك المصنوعة من الذهب ، والتي يتم إنتاجها في فيزياء فورزبورغ ، تعمل بشكل متوازي بشكل جميل. يتوافق كل "تل" في الصفوف مع ذرة واحدة. تم إنشاء الصورة باستخدام مجهر المسح النفقي. © جامعة فورتسبورغ
قراءة بصوت عال

إنه مصنوع من الذهب وأرقى مليون مرة من شعر الإنسان: أنحف سلك في العالم. أنشأها الفيزيائيون الآن من خلال ترسيب بخار ذرات الذهب. بينما يكتبون في مجلة "Physical Review Letters" ، يمكنه بفضل خصائصه المذهلة أن يمهد الطريق للابتكار التقني في وقت لاحق.

،

ابتكر الفيزيائيون في جامعة فورتسبورغ ، بقيادة رالف كلاسين ، أسلاكًا صغيرة من ذرات الذهب الأحادي. "نحن نتبخر ذرات الذهب على الصفائح الدموية التي يبلغ طولها بوصة واحدة وعرضها ثلاثة ملليمترات. ويحدث هذا الموظف يورج شيفر الموظف في المشروع قائلاً: "يحدث هذا في فراغ مفرط يبلغ 500 درجة مئوية". بفضل عملية معقدة ، يمكن لفيزيائي فورزبورغ تجهيز الصفائح الدموية بحيث ترتب ذرات الذهب نفسها في سلاسل متوازية مستقيمة. تقع هذه الأسلاك النانوية بعيدًا بما فيه الكفاية عن أنها لا تتداخل مع بعضها البعض ، وهو أمر مهم لاستكشافها.

Spelweise الذرية و Nanobauteil

لماذا الأسلاك جيدة؟ وقال شيفر "إنها تتكون من ذرات فردية ، ولا يمكنك بناء مسارات كهربائية أصغر". لذلك ، قد يتم استخدام الأسلاك النانوية لإدراك الأجهزة التي تدفع تصغير الحواسيب إلى الحد الأقصى. لإظهار أصغر كمبيوتر كمي في العالم مع عملهم لاحقًا - هذه رؤية تناشد الفيزيائيين في فورتسبورغ.

ومع ذلك ، يستخدمون الأسلاك النانوية في المقام الأول كملعب ذري. "يمكننا تمديد الأسلاك حول الجانبين بواسطة ذرات ذهبية واحدة. أو قم بإنشاء جسور متقاطعة مستهدفة بينهما. ثم حلل كيف يغير هذا الخصائص الإلكترونية ، "يوضح كلاسن. عرض

الوجهة القادمة؟ تأمل فورتسبورغ أن تكون قادرة على التأثير على التوصيل الكهربائي للأسلاك النانوية. "هذا ممكن مع ذرات إضافية. ومع ذلك ، يمكنك أيضًا استخدام طرف مجهر المسح النفقي لالتقاط الشحنة الكهربائية في سلك. لذلك يمكن أن تنجح في إيقاف تشغيله بطريقة مسيطر عليها. إذا قمت بإزالة الذرة الإضافية أو ترك

يقول شيفر: "انسكاب الحمولة المشحونة ، سيتم تشغيل السلك مرة أخرى". إذا كان هذا يعمل؟ بعد ذلك ، كان يجب تلبية المتطلبات الأساسية من قبل ، لتكون قادرًا على استخدام أسلاك متناهية الصغر كمكونات لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.

الظواهر المدهشة في أسلاك متناهية الصغر

ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي الدائرة الكهربائية للأسلاك النانوية أيضًا إلى نتائج جديدة أكثر أساسية. لأن أصغر مصنوعة الصلبة ، أكبر هي المفاجآت التي يحملها. يقول شيفر: "تكشف الهياكل النانوية عن العديد من الظواهر المذهلة التي تتناقض مع حدسنا كفيزيائيين".

ما هذا في حالة الأسلاك النانوية؟ هذه صغيرة جدًا لدرجة أن الإلكترونات ، وهي حاملات الشحنة الكهربائية ، لا يمكنها التحرك إلا على طريق ضيق للغاية - أي على طول الأسلاك. معدن Metallck ، يمكن للإلكترونات ضرب العديد من الاتجاهات المختلفة. ولكن إذا كانت الإلكترونات محصورة في مكان محصور حتى لا تتمكن من تفادي بعضها البعض ، تحدث تأثيرات كمية غير عادية. من هذه ، قبل كل شيء ، يمكن أن تتأثر الموصلية الكهربائية.

نموذج للسوائل الإلكترونية؟

يعتقد علماء فيزياء فورزبورغ أن أسلاكهم النانومترية تمثل نظامًا جديدًا لسوائل الإلكترون أحادية البعد. على وجه التحديد ، يأملون في مراقبة ما يسمى السائل Luttinger. وهكذا فإن منظري الفيزياء يعينون إلكترونات لا يمكنها التحرك إلا في بعد واحد - في هذه الحالة في الاتجاه الطولي للأ أسلاك النانوية.

يقول شيفر: "ومع ذلك ، من الصعب للغاية إثبات خصائص سائل Luttinger الذي تنبأ به علماء النظريات". "لكننا وجدنا الآن أدلة أولية. لحسن الحظ ، تبقى الأسلاك النانوية الجديدة في حالة التوصيل حتى عند درجات الحرارة المنخفضة المطلوبة ، مما يجعل القياسات المقابلة مع التحليل الطيفي للنفق ممكنة. "

يصف Wburgrzburgers حججهم بالتفصيل في مساهمة في مجلة Physical Review Letters. يعلق المحررون أهمية خاصة على مقالة فورتسبورغ ، وبالتالي يؤكدونها على أنها اقتراح المحررين: هذا ينبغي أن يشير إلى القراء أن التقرير له أهمية خاصة لجميع فروع الفيزياء.

(جامعة فورتسبورغ ، 15.01.2009 - NPO)