Технологии манипуляции отдельными атомами недавно перешли на новый качественный уровень. Это наглядно продемонстрировали физики из университета Базеля (University of Basel), работавшие совместно с исследователями из Финляндии и Японии, которые создали структуру, форма которой напоминает форму швейцарского креста, и состоящую из 20 отдельных атомов. Процедура изготовления структуры креста на поверхности изоляционного материала выполнялась при комнатной температуре и эта технология открывает путь к созданию новых устройств хранения данных высокой плотности, которые используют отдельные атомы в качестве ячеек памяти.
Следует отметить, что попытки манипуляций отдельными атомами предпринимались учеными достаточно давно, но первые успешные результаты были получены в 1990-х годах. Но подавляющее большинство экспериментов проводилось с использованием поверхностей из токопроводящих или полупроводниковых материалов, а сами манипуляции производились в условиях сверхнизких температур, что позволяло избавиться от теплового движения этих атомов. Справедливости ради следует отметить, что производились попытки манипуляции атомами на поверхностях изоляционных материалов и при комнатной температуре, но, ни одна из этих попыток не дала желаемых результатов.
И только недавно, международной группе, возглавляемой Шиджеки Кавая (Shigeki Kawai) и Эрнстом Мейером (Ernst Meyer) из Отдела физики университета Базеля, удалось произвести успешные манипуляции отдельными атомами, размещаемыми на поверхности диэлектрического материала при комнатной температуре. Используя наконечник атомно-силового микроскопа, ученые разместили единичные атомы брома на поверхности кристалла поваренной соли. Крошечная структура, напоминающая швейцарский крест, была изготовлена путем замены атомов хлора поваренной соли атомами брома. Созданный крест имеет размер в 5.6 нанометров и при его изготовлении было произведено рекордно высокое количество манипуляций отдельными атомами в условиях комнатной температуры.
Реализовать технологии сверхточной манипуляции атомами ученым помогли массивные расчеты сложных математических моделей, которые позволили ученым подробно расписать все этапы механизма манипуляций и создания уникальных сложных структур на атомарном уровне. А главным результатом проведенных исследований является демонстрация самой возможности систематизированной манипуляции отдельными атомами при комнатной температуре, что является большим шагом на пути разработки нового поколения микроэлектромеханических систем, логических схем и устройств хранения данных на основе отдельных атомов.
Первоисточник
Подпишись: