Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Må kraften være med atomsonden

Nye modeller foreslår at udtænke metoder til at sondere en overflade på et sub-mikrometrisk niveau, da dette vil hjælpe os med at forstå, hvordan elektronernes diffusion påvirker langrækkende tiltrækningskræfter.

Teoretisk fysiker Elad Eizner fra Ben Gurion University, Israel, og kolleger skabte modeller til at studere de tiltrækkende kræfter, der påvirker atomer placeret i en lang række afstande fra en overflade, i hundredvis af nanometers rækkevidde. Deres resultater, ved at blive offentliggjort i European Physical Journal D , viser, at disse kræfter afhænger af elektrondiffusion, uanset om overfladen er ledende eller ej. Ultimativt, disse fund kunne bidrage til at designe minimalt invasive overfladeprober.

At bombardere en overflade med atomer hjælper os med at forstå fordelingen af ​​dens elektroner og det strukturelle arrangement af overfladeatomerne. Forfatterne fokuserede på at forstå, hvordan en langtrækkende kraft - kaldet van der Waals-Casimir-Polder (vdW-CP) kraft - til stede mellem et atom og en overflade tillader os at skelne overfladekarakteristika på basis af deres ledningsevne.

En nøglefaktor i forståelsen af ​​styrkens adfærd, de indså, er størrelsen af ​​den elektronsky, der omgiver en urenhedsladning i systemet. Sidstnævnte afhænger både af elektronernes ledningsevne og deres evne til at diffundere i og langs overfladen.

De udtænkte en model for spredning af den elektroniske ladning i hovedparten af ​​materialet og en anden i området nær overfladen. De testede deres modeller på både ledende og ikke-ledende overflader. De var således i stand til at forklare, hvorfor atom-overfladekraften viser en kontinuerlig overgang med hensyn til ledningsevne mellem begge typer overflader.

For afstande, der kan sammenlignes med størrelsen af ​​elektronskyens spredning, styrken af ​​vdW-CP-tiltrækningskraften, de fandt, kan hjælpe med at skelne mellem bulk- og overfladeelektron-diffusion. Den kunne derfor bruges som en sonde. Der findes potentielle applikationer, for eksempel, i kvantecomputerhardwarearkitekturer med fokus på grænsefladen mellem forskellige bærere af kvantebits af information.


Varme artikler