Lyskontakt:Forskere udvikler en metode til at kontrollere nanoskalamanipulation i kraftige mikroskoper

Forskere fra Japan har taget et skridt i retning af hurtigere og mere avanceret elektronik ved at udvikle en bedre måde at måle og manipulere ledende materialer gennem scanning tunneling mikroskopi. Holdet offentliggjorde deres resultater i juli i Nano bogstaver , et tidsskrift fra American Chemical Society. Forskere fra University of Tokyo, Yokohama National University, og Hamamatsu Photonics Central Research Laboratory bidrog til dette papir.

Scanning tunneling mikroskopi (STM) involverer at placere en ledende spids tæt på overfladen af ​​det ledende materiale, der skal afbildes. En spænding påføres gennem spidsen til overfladen, skabe en "tunnelforbindelse" mellem de to, hvorigennem elektroner bevæger sig.

Formen og placeringen af ​​spidsen, spændingsstyrken, og ledningsevnen og tætheden af ​​materialets overflade går alle sammen for at give videnskabsmanden en bedre forståelse af atomstrukturen af ​​det materiale, der afbildes. Med den information, videnskabsmanden bør være i stand til at ændre variablerne for at manipulere selve materialet.

Præcis manipulation, imidlertid, har været et problem - indtil nu.

Forskerne designet en brugerdefineret terahertz-pulscyklus, der hurtigt svinger mellem nær- og fjernfelter inden for den ønskede elektriske strøm.

"Karakteriseringen og den aktive kontrol af nærfelter i et tunnelkryds er afgørende for at fremme omfattende manipulation af lysfeltdrevne processer på nanoskala, "sagde Jun Takeda, en professor i afdelingen for fysik på Graduate School of Engineering ved Yokohama National University. "Vi demonstrerede, at ønskelige fasekontrollerede nærfelter kan produceres i et tunnelkryds via terahertz scanning tunnelmikroskopi med en faseskifter."

Ifølge Takeda, tidligere undersøgelser på dette område antog, at de nære og fjerne felter var de samme - rumligt og tidsmæssigt. Hans team undersøgte felterne tæt og identificerede ikke kun, at der var en forskel mellem de to, men indså, at pulsen fra hurtig laser kunne få den nødvendige faseforskydning af terahertz-impulsen til at skifte strømmen til nærfeltet.

"Vores arbejde rummer et enormt løfte om at fremme stærkfeltsfysik i faststofsystemer på nanoskala, såsom faseændringsmaterialer, der bruges til optiske lagringsmedier i dvd'er og Blu-ray, samt næste generation af ultrahurtig elektronik og mikroskopier, " sagde Takeda.