Sledování atomů v reálném čase by mohlo vést k novým typům hmoty – kvantově technologickým zařízením

Vědci použili techniky podobné MRI ke sledování pohybu jednotlivých atomů v reálném čase, když se spojili a vytvořili dvojrozměrné materiály s jednou tloušťkou atomové vrstvy.

Výsledky jsou uvedeny v časopise Fyzické psaní dopisů, lze použít k návrhu nových typů materiálů – kvantově technologických zařízení. Vědci z University of Cambridge zaznamenali pohyb atomů o osm stupňů rychleji než běžné mikroskopy.

Dvourozměrné materiály, jako jsou: grafen, mají potenciál zlepšit výkon stávajících nových zařízení díky jejich jedinečným vlastnostem, jako je vynikající vodivost a výkon. Dvojrozměrné materiály mají širokou škálu potenciálních aplikací, od biologických zkoušek přes podávání léků až po kvantové informace. kvantový výpočetAby však dvourozměrné materiály dosáhly svého plného potenciálu, musí být jejich vlastnosti upraveny regulovaným růstovým procesem.

„Tato technika není nová, ale nikdy nebyla tímto způsobem použita k měření růstu dvojrozměrného materiálu.“ – Nadav Avidor

Tyto materiály jsou obvykle vytvářeny jako „skok“ atomů na nosné základně, dokud nejsou připojeny k rostoucí shluku. Schopnost řídit tento proces dává vědcům mnohem větší kontrolu nad hotovým materiálem. U většiny materiálů však k tomuto procesu dochází tak rychle při tak vysoké teplotě, že jej lze zvrátit pouze pomocí obrazů se zmrzlým povrchem, které zachycují o jeden okamžik více než celý proces.

Vědci z University of Cambridge nyní sledují celý proces v reálném čase při teplotě srovnatelné s teplotou používanou v průmyslu.

Vědci použili techniku ​​známou jako „helium spin-echo“ vyvinutou v Cambridge za posledních 15 let. Tato technika je podobná zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), ale používá paprsek atomů helia k „osvětlení“ cílového povrchu, což je podobné světelným zdrojům každodenních mikroskopů.

„Pomocí této techniky můžeme provádět experimenty podobné MRI za letu, když se atomy rozptýlí,“ řekl Dr. Nadav Avidor z Cavendish Laboratory v Cambridge, hlavní autor článku. „Pokud si pomyslíš na světelný zdroj, který září na fotony fotony, protože ti fotony přicházejí do oka, uvidíš, co se ve vzorku stane.“

Místo fotonů však Avidor և a jeho kolegové pomocí atomů helia sledují, co se děje na povrchu vzorku. Interakce helia s povrchovými atomy nám umožňuje odvodit pohyb povrchových druhů.

Pomocí pilotního vzorku atomů kyslíku pohybujících se na povrchu rutheniového kovu vědci zaznamenali spontánní rozpad shluků kyslíku na několik atomů, atomů, které se rychle šíří paprsky.

„Tato technika není nová, ale nikdy nebyla tímto způsobem použita k měření růstu dvourozměrného materiálu,“ uvedl Avidor. „Při pohledu zpět na historii spektroskopie způsobily sondy založené na světle revoluci ve způsobu, jakým vidíme svět. Další krok, sondy založené na elektronech, nám umožnily vidět více.

„Prostě jsme si toho všimli atomzaložené sondy, které nám umožňují pozorovat jevy ve větším atomovém měřítku. „Kromě toho, že budu v budoucnu užitečný při výrobě materiálů, zařízení a výroby, jsem nadšený, že mohu zjistit, co ještě můžeme vidět.“

Odkaz. „Ultrazvuk na začátku šíření. O / Ru (0001) “autor: K you Kelsal, Peter S. Մ. Townsend, Onon Ellis, Andrew P. Ard Ardin ադ Nadav Avidor, 2021 12. dubna Fyzické psaní dopisů,
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.155901:

Výzkum byl prováděn v Cambridge Atomic Scattering Center s podporou Rady pro vědecký výzkum v inženýrství (EPSRC).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.