Reklam
Teknoloji Haberleri

Atomları Gerçek Zamanlı Olarak Takip Etmek Yeni Malzeme Türlerine ve Kuantum Teknolojili Cihazlara Yol Açabilir

reklam
Reklam


2D Malzeme Atomları

Araştırmacılar, tek bir atomik katman kalınlığında iki boyutlu malzemeler oluşturmak için bir araya toplanırken, tek tek atomların hareketini gerçek zamanlı olarak izlemek için MRI’ya benzer bir teknik kullandılar.

reklam

Dergide bildirilen sonuçlar Fiziksel İnceleme Mektupları, yeni malzeme türleri ve kuantum teknolojisi cihazları tasarlamak için kullanılabilir. Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, atomların hareketini geleneksel mikroskoplar için çok hızlı sekiz mertebe yüksek hızlarda yakaladılar.

Gibi iki boyutlu malzemeler grafen, olağanüstü iletkenlik ve güç gibi benzersiz özelliklerinden dolayı mevcut ve yeni cihazların performansını geliştirme potansiyeline sahiptir. İki boyutlu malzemeler, biyo-algılama ve ilaç dağıtımından kuantum bilgilerine kadar geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahiptir. kuantum hesaplama. Bununla birlikte, iki boyutlu malzemelerin tam potansiyeline ulaşması için, özelliklerinin kontrollü bir büyüme süreciyle ince ayarlanması gerekir.

reklam

“Bu teknik yeni bir teknik değil, ancak iki boyutlu bir malzemenin büyümesini ölçmek için asla bu şekilde kullanılmadı.” – Nadav Avidor

Bu malzemeler normalde atomlar, büyüyen bir kümeye bağlanıncaya kadar destekleyici bir alt tabakaya ‘sıçrayarak’ oluşurlar. Bu süreci izleyebilmek, bilim insanlarına bitmiş malzemeler üzerinde çok daha fazla kontrol sağlar. Bununla birlikte, çoğu malzeme için bu işlem o kadar hızlı ve o kadar yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir ki, yalnızca donmuş bir yüzeyin anlık görüntüleri kullanılarak takip edilebilir, tüm süreç yerine tek bir an yakalanır.

Şimdi, Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, endüstride kullanılanlarla karşılaştırılabilir sıcaklıklarda tüm süreci gerçek zamanlı olarak takip ettiler.

Araştırmacılar, son 15 yılda Cambridge’de geliştirilen ‘helyum spin-eko’ olarak bilinen bir teknik kullandılar. Tekniğin manyetik rezonans görüntülemeye (MRI) benzerlikleri vardır, ancak günlük mikroskoplardaki ışık kaynaklarına benzer şekilde hedef yüzeyi ‘aydınlatmak’ için bir helyum atomu ışını kullanır.

Makalenin kıdemli yazarı Cambridge Cavendish Laboratuvarı’ndan Dr. Nadav Avidor, “Bu tekniği kullanarak, atomlar dağılırken anında MRI benzeri deneyler yapabiliriz” dedi. “Bir örnek üzerinde fotonları parlayan bir ışık kaynağı düşünürseniz, bu fotonlar gözünüze geri gelirken, numunede ne olduğunu görebilirsiniz.”

Avidor ve meslektaşları, fotonlar yerine, numunenin yüzeyinde ne olduğunu gözlemlemek için helyum atomları kullanıyor. Helyumun yüzeydeki atomlarla etkileşimi, yüzey türlerinin hareketinin anlaşılmasına olanak sağlar.

Araştırmacılar, rutenyum metalinin yüzeyinde hareket eden oksijen atomlarının bir test örneğini kullanarak, sadece birkaç atom boyutunda olan oksijen kümelerinin kendiliğinden kırılmasını ve oluşumunu ve kümeler arasında hızla yayılan atomları kaydettiler.

Avidor, “Bu teknik yeni bir teknik değil, ancak iki boyutlu bir malzemenin büyümesini ölçmek için bu şekilde hiç kullanılmadı” dedi. “Spektroskopinin geçmişine bakarsanız, ışık temelli problar dünyayı nasıl gördüğümüzde devrim yarattı ve bir sonraki adım – elektron temelli problar – daha fazlasını görmemizi sağladı.

“Şimdi bunun ötesine bir adım daha geçiyoruz. atom-tabanlı sondalar, daha atomik ölçekli fenomenleri gözlemlememize izin veriyor. Gelecekteki malzeme ve cihazların tasarım ve üretimindeki kullanışlılığının yanı sıra, başka neler görebileceğimizi öğrenmekten heyecan duyuyorum. “

Referans: Jack Kelsall, Peter S. M. Townsend, John Ellis, Andrew P. Jardine ve Nadav Avidor, 12 Nisan 2021, “Büyümenin Başlangıcında Ultra Hızlı Difüzyon: O / Ru (0001)”, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.155901

Araştırma, Cambridge Atom Dağılım Merkezi’nde gerçekleştirildi ve Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından desteklendi.




scitechdaily.com

Source link

reklam
reklamm

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

reklam
Başa dön tuşu

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen Reklam Engelleyiciyi Kapatınız