Университет Колорадо Боулдер исследователи воспользовались сверхбыстрых экстремальных ультрафиолетовых лазеров для измерения свойств материалов более чем в 100 раз тоньше человеческого эритроцита.
Команда, под руководством ученых исследователей, сообщила свой новый подвиг вафли-худоба на этой неделе в журнале Physical материалов проверки. Целевые группы, фильм просто 5 нанометров толщиной, тонкий материал, что исследователи не смогли полностью зонда, сказал соавтор исследования Джошуа Кноблох.
«Это рекордное исследование, чтобы увидеть, как мало мы могли бы пойти и насколько точно мы можем быть», — заявила Кноблох, аспирант в ДЖИЛЕ, партнерства между КР Боулдер и Национальный институт стандартов и технологий США (NIST).
Он добавил, что, когда вещи становятся малы, нормальные правила техники безопасности не всегда применимы. Группа обнаружила, например, что некоторые материалы кажутся Вам большое мягче, тем тоньше они становятся.
Исследователи надеются, что их выводы могут в один прекрасный день ученые помогают лучше ориентироваться в часто-непредсказуемый наномира, проектирование мельче и более эффективных компьютерных микросхем, полупроводниковых приборов и других технологий.
«Если вы делаете наноинженерии, вы можете не только обработать свой материал так, как будто это обычный большой материал,» сказал Трэвис Фрейзер, ведущий автор новой бумаги и бывший аспирант в ДЖИЛЕ. «Из-за того простого факта, что он маленький, он ведет себя как другой материал».
«Это удивительное открытие, — что очень тонкие материалы могут быть в 10 раз больше надуманные, чем ожидалось-это еще один пример того, как новые инструменты могут помогает нам понять наномира лучше,» сказала Маргарет Марнэна, соавтор нового исследования, профессор физики в Калифорнийском университете в Боулдере и ДЖИЛЕ парень.
Нано шевелит
Исследования в то время, когда многие технологические компании пытаются сделать именно это: ехать мало. Некоторые компании экспериментируют со способами построения эффективных компьютерных чипов, что тонкий слой пленки из материала один поверх другого … как тесто фило, но внутри вашего ноутбука.
Проблема с этим подходом, — сказал Фрейзер, что ученые пророчат неприятности, как эти холодные слои будут вести себя. Они просто слишком деликатны, чтобы измерить каким-либо значимым образом с помощью обычных инструментов.
Чтобы помочь в достижении этой цели, он и его коллеги развернули экстремальных ультрафиолетовых лазеров, или пучки излучения, которые обеспечивают более коротких длинах волн, чем традиционные лазеры — длины волн, которые хорошо подходят к наномира. Исследователи разработали комплекс мер, что позволяет им подпрыгивать этих лучей от слоев материала, только несколько прядей толстой ДНК, отслеживая различные способы, такие фильмы могут вибрировать.
«Если вы можете измерить, как быстро ваш материал шевелить, то можно выяснить, насколько жесткий это,» сказал Фрейзер.
Атомном распаде
Метод также показал, насколько свойства материалов могут меняться, когда вы делаете их очень, очень мало.
В последнем исследовании, например, ученые исследовали относительную силу двух пленок, изготовленных из карбида кремния: одна около 46 нанометров в толщину, и густой другой всего 5 нанометров. Ультрафиолетового лазера команды имели удивительные результаты. Чем тоньше пленка была примерно в 10 раз мягче, менее жестким, чем его толстый коллега, чего ученые не ожидали.
Фрейзер объяснил, что если вы делаете фильм слишком тонкая, можно вырезать в межатомных связей, которые держат материал вместе — чуток художественные обтрепанную веревку.
«Атомы в верхней части фильма другими атомами под ними, что они могут держаться», — сказал Фрейзер. «Но над ними, АТО нет ничего, они могут ухватиться.»
Но не все материалы будут вести себя так же, — добавил он. Команда также перепроверил тот же эксперимент на второй материал, который был почти идентичен первому с одной большой разницей … в этот раз было намного больше атомов водорода добавил. Такой процесс «допинга» может естественно сорвать межатомных связей в материале, в результате чего он теряет прочность.
Когда группа протестировала второй, со материал, используя свои лазеры, они нашли что-то новое: этот материал был так же силен, когда он был толщиной 44 Нм, как это было в мизерной толщиной 11 нм.
Иначе говоря, дополнительные атомы водорода уже ослабил материал — немного застенчивая и не мог больше навредить.
В итоге, команда говорит, что ее новый лазерный инструмент ультрафиолетового дает ученым окно в мир, который ранее был вне досягаемости науки.
«Теперь, когда люди строят очень, очень маленькие устройства, они спрашивают, как свойства, такие как толщина и форма может меняться, как материалы ведут себя», — заявила Кноблох. «Это дает нам новый способ доступа к информации о нано технологии».
Это исследование было поддержано стробоскоп Национальный научный фонд науки и технологического центра в реальном масштабе времени функциональной визуализации.
почувствуйте разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!