Mindste schweiziske kors - lavet af 20 enkeltatomer

Manipulationen af ​​atomer har nået et nyt niveau:Sammen med hold fra Finland og Japan, fysikere fra universitetet i Basel var i stand til at placere 20 enkeltatomer på en fuldt isoleret overflade ved stuetemperatur for at danne det mindste "schweiziske kors", dermed tage et stort skridt mod næste generations atomskala lagerenheder. Det akademiske tidsskrift Naturkommunikation har offentliggjort deres resultater.

Lige siden 1990'erne, fysikere har været i stand til direkte at kontrollere overfladestrukturer ved at flytte og placere enkelte atomer til bestemte atomsteder. En række atommanipulationer er tidligere blevet demonstreret både på ledende eller halvledende overflader hovedsageligt under meget lave temperaturer. Imidlertid, fremstilling af kunstige strukturer på en isolator ved stuetemperatur er stadig en mangeårig udfordring, og tidligere forsøg var ukontrollerbare og leverede ikke de ønskede resultater.

I dette studie, et internationalt team af forskere omkring Shigeki Kawai og Ernst Meyer fra Institut for Fysik ved University of Basel præsenterer den første vellykkede systematiske atomare manipulation på en isolerende overflade ved stuetemperaturer. Ved hjælp af spidsen af ​​et atomkraftmikroskop, de anbragte enkelte bromatomer på en natriumchloridoverflade for at konstruere formen af ​​det schweiziske kors. Det lille kryds er lavet af 20 bromatomer og blev skabt ved at udveksle klor med bromatomer. Den måler kun 5,6 nanometer kvadrat og repræsenterer det største antal atommanipulationer, der nogensinde er opnået ved stuetemperatur.

Nye lagerenheder

Sammen med teoretiske beregninger var forskerne i stand til at identificere de nye manipulationsmekanismer til at fremstille unikke strukturer i atomskalaen. Undersøgelsen viser således, hvordan systematisk atommanipulation ved stuetemperatur nu er mulig og repræsenterer et vigtigt skridt i retning af fremstilling af en ny generation af elektromekaniske systemer, avancerede datalagringsenheder i atomskala og logiske kredsløb.