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原子料斗显示出纳米开关的前景

点击量:   时间:2017-11-21 01:03:07

作者:Kurt Kleiner(图片来源:JA Stroscio / J N Crain / R J Celotta / NIST)为了应对美国研究人员的电流,一个钴原子在两个位置之间来回跳跃这项技术有朝一日可以为纳米级器件开发“原子开关”来自美国马里兰州的国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员使用扫描隧道显微镜(STM)来构建纳米结构并操纵其中一个原子他们首先使用显微镜的尖端将三到五个铜原子和一个钴原子推入一排,固定在固体铜基板上接下来,他们使用STM尖端将15毫伏至40毫伏的电压直接施加到分子上由此产生的电流提供了足够的能量,在分子中产生“振动模式”,打破了钴原子和基板之间的键合,使其转移到一个新的位置 - 仍然在相邻的铜原子旁边,但是在一侧(见图形)当偏压升高到15 mV以上时,钴原子开始翻转到新位置并再次返回每秒数千次研究人员对此进行了分析,以确定原子转换的概率取决于微观状态的位置他们发现,向一侧定位最有效的跳跃最终,研究人员称该技术可用于制造纳米级器件的原子开关例如,单个原子的运动可以打开和关闭电流 “一旦你理解了分子工程,就可以为不同的功能设想不同的结构,”NIST研究员罗伯特·塞洛塔说但是,必须首先克服许多问题使用的设备很昂贵,材料必须过冷却到绝对零度以上4°的温度 - 对于工作装置来说是不切实际的研究人员还在研究一种控制钴原子跳跃后的方法 “你可以想象形成另一种纳米结构,这种纳米结构以一种可以让它保持不变的方式偏向它,”Celotta补充道 “我认为这是向前迈出的一大步,将理论和实验结合在一起,”位于美国圣何塞的IBM Almaden研究中心的物理学家Don Eigler说 “这些人已经展示了设计能源领域的能力”然而,Eigler同意在构建工作设备之前需要克服许多问题期刊参考:科学(第313卷,