Новости науки

Микроскоп помог учёным собрать рисунок из отдельных атомов.

Исследователи из Национального института стандартов и технологий США (NIST) продемонстрировали управляемую компьютером сборку атомов и молекул в совершенные наноструктуры. "Рисунки" из отдельных атомов собирались под пристальным вниманием и с непосредственным участием сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), работающего при низкой температуре.

Результаты проделанной научной работы, опубликованные в журнале Review of Scientific Instruments, показали, что двумерные наноструктуры из единичных атомов или отдельных молекул можно создавать на медной подложке даже без вмешательства со стороны человека.

Большинство инженеров-нанотехнологов сегодня работают над разработкой способов организации материи на наноуровне. Учёные бьются над созданием наноструктур, то есть любых упорядоченных объектов, имеющих нанометровые размеры. Исследователям важно задать им определённые свойства, необходимые для выполнения тех или иных задач. Свойства же часто определяются строением самих наноструктур, а значит, собирать их нужно с высокой точностью.

Исследовательская группа Роберта Челотты (Robert Celotta) и Джозефа Строскио (Joseph Stroscio) внесла свой весомый вклад в этот процесс. Учёные научились манипулировать отдельными атомами и молекулами, используя сканирующий туннельный микроскоп в сочетании с алгоритмами автономного передвижения.

Система начинает свою работу с определения местоположения доступных атомов на поверхности. Затем программа задаёт желаемые координаты атомов в строящейся наноструктуре. Алгоритм также вычисляет и направляет кончик зонда СТМ, который и перемещает все атомы в необходимое положение.

Учёные продемонстрировали возможность автономного построения наноструктур из атомов кобальта, удерживаемых на поверхности из меди. Затем американцы использовали СТМ для измерения свойств полученных наноструктур.

Исследователи из США не только показали, что могут таким образом собирать наноструктуры. Они также продемонстрировали возможность построения наноразмерных решёток из молекул окиси углерода, а ещё изготовление взаимодействующих квантовых точек, сформированных из вакансий в решётках окиси углерода.

К сожалению, подход американцев не универсален (невозможно с одинаковой точностью управлять разными атомами и молекулами). Однако в определённой области инженерии он может обеспечить серьёзный прорыв. Челотта, Строскио и их коллеги пишут в пресс-релизе, что новая методика манипуляции пригодится для создания легкодоступного инструментария. Он будет использован для производства устройств квантовой обработки информации и нанофотоники.

Источник: vesti.ru