Квантовые вычисления? Перемещение атома внутри кристалла для исследования его функции

Эти результаты были недавно опубликованы в Nature Communications (3 января 2014 г.), а также в Physical Review Letters.При производстве наноструктур понимание, анализ материалов и обращение с ними представляют собой серьезные проблемы. Широко используемым и исследуемым материалом для пьезо-, микро- и оптоэлектронных устройств является оксид цинка (ZnO).

Как полупроводник он встроен в светодиоды (LED) и LCD-дисплеи. Кроме того, он используется в качестве нанопроволоки в электроизмерительной технике. Некоторые из его свойств, такие как проводимость чистого материала, до сих пор не изучены.

Важный шаг к разгадке этой загадки был недавно сделан доктором Хао Чжэн, доктором Александром Вейсманном и профессором Ричардом Берндтом из Института экспериментальной и прикладной физики Кильского университета. Во время экспериментов в Центре совместных исследований «Магнитоэлектрические композиты — биомагнитные интерфейсы будущего» Чжэн анализировал оксид цинка с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Это устройство способно отображать кристаллы в атомном масштабе.

Он обнаружил круглые структуры на неровной поверхности. «Мы обнаружили, что они являются результатом неправильного расположения атомов цинка в кристаллической решетке», — говорит Чжэн.Каждый из обнаруженных атомов имел два кольца — явное доказательство того, что он может отдавать два электрона. «Мы изучили всю научную литературу, чтобы выяснить, что до сих пор никто не доказал, почему оксид цинка является проводящим. Логическим выводом было то, что причина должна заключаться в недавно обнаруженных атомах цинка, которые естественным образом встречаются в этом материале».Дальнейшие исследования привели доктора Чжэна к открытию, что размер кольца можно варьировать во время экспериментов в сканирующем туннельном микроскопе.

Он обратился за помощью к своему коллеге Вейсманну, который является экспертом по расчету моделей. «Расчет намекал, что диаметр кольца показывает кое-что о глубине атомов под поверхностью», — говорит Вейсманн. При этом стало ясно, что Чжэн открыл способ изменить положение атома на ширину одного атома. «Это первый случай, когда отдельный атом управляемо перемещается внутри кристалла с атомарной точностью», — подчеркивает Вейсманн. «Эта способность будет полезна при разработке наноструктур в лабораториях».

Наряду с другими своими открытиями, ученые из Кильского университета отметили поведение, похожее на поведение транзисторов. Этот компонент, который миллионами используется в компьютерах, обычно требует трех контактных электродов. При работе с наноструктурами, такими как атомы, размер которых составляет всего 0,3 нанометра, три электрода неизбежно вызовут короткое замыкание. «С помощью СТМ мы открыли метод, для которого требуется всего два электрода, один из которых является подвижным».

Это также важный шаг в обращении с наноструктурами.


2 комментария к “Квантовые вычисления? Перемещение атома внутри кристалла для исследования его функции”

  1. Акулова Ольга

    Ясно… Не были алени на ЗУ, и даже на картинках не видели те сёла, раз про какие-то мазанки тут позорятся…

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *