ذرات البنية النانوية بواسطة الذرة

تسمح النانوتشينات المصممة خصيصًا للتأثير على الحالات الكمومية

التمثيل المكاني لسلسلة من تسعة ذرات تتكون من ثلاث ذرات Co و 6 Cu على سطح نحاسي ، والتي تم إنشاؤها وتصويرها في مجهر نفق مسح درجات الحرارة المنخفضة. كلا الطرفين ووسط السلسلة يشغلهما ذرة مشتركة. المسافة الذرية داخل هيكل السلسلة الثنائية هي 2.55 انجستروم. © PDI
قراءة بصوت عال

يعد تصنيع البنى النانوية المصممة خصيصًا لتطبيقها الخاص أحد الأهداف الرئيسية لتكنولوجيا النانو. لقد نجح العلماء الآن في تصنيع ذرات فردية من عناصر كيميائية مختلفة خاصة للبنى النانوية الفردية على نحو يمكنها من التأثير بشكل مقصود على الحالات الكمومية.

من أجل جعل البنى النانوية المصممة خصيصًا في متناول التطبيقات التكنولوجية الجديدة في المستقبل ، يجب فهم سلوك مثل هذه الترتيبات الذرية بالتفصيل. هذا هو عمل فريق ستيفان فولش في معهد بول درود لإلكترونيات الحالة الصلبة (PDI). رتب العلماء ذرات النحاس غير المغناطيسية وكوبالت مغنطيسية جنبًا إلى جنب على سطح من النحاس البلوري. بهذه الطريقة ، ظهرت أطوال مختلفة من السلاسل الذرية مع تسلسل محدد جيدًا لبنات البناء الذرية. تسمح التجربة ، حسب الباحثين ، بالتأثير على الحالات الكمومية للبنية النانوية من خلال إضافة مضبوطة من الشوائب الفردية المستهدفة.

في تجاربهم ، استخدم الباحثون ذرات الكوبالت والنحاس ، والتي تعاملوا معها في ظل ظروف فراغ عالية للغاية. استخدم العلماء ، بقيادة ستيفان فولش ، مجهر مسح أنفاق منخفض الحرارة (LT-STM) كأداة. وبالتالي ، فإنها تولد أزواج وكذلك أطوال مختلفة من سلاسل الذرات المغناطيسية وغير المغناطيسية. اعتمادا على عدد وترتيب ذرات الكوبالت والنحاس ، تختلف الخصائص الإلكترونية للسلسلة الذرية.

الشيء الأنيق حول هذا الموضوع: يمكن فهم التأثيرات من خلال مفاهيم فيزياء الكتب المدرسية التي تستخدم عادة لوصف الجزيئات البسيطة. وبالتالي يمكن التنبؤ بسهولة الخصائص الإلكترونية الأساسية.

بطبيعة الحال ، فإن إنتاج البنية النانوية مع LT-STM لن يدخل في إنتاج السلسلة. معقدة للغاية ومعقدة هي العملية. يقول ستيفان فولش: "لكن أسلوبنا يمنحنا نظامًا نموذجيًا واعدًا لدراسة الأسئلة الأساسية المتعلقة بالآثار الكمومية في البنى النانوية المصممة خصيصًا". ويضيف: "هذا هو من أعلى أهمية التكنولوجية على المدى الطويل." العرض

(Forschungsverbund Berlin ، 10.04.2007 - NPO)