Ученых и инженеров, работающих в области нанотехнологий столкнется с серьезными проблемами. Когда положение одного атома в материале могут изменить фундаментальные свойства этого материала, ученые должны что-то в их инструментов для измерения, как, что атом будет вести себя.
Исследовательская группа под руководством Университета Лидса в сотрудничестве с коллегами из университета Сорбонна в Париже, Франция, показали впервые, что позволило разработать диагностические методики, слабо связан с идеей камертона.
Камертон выдает фиксированный сигнал, когда энергия приложена к нему, в том случае, когда он нанесен. Но если вилка как-то изменен, то он выходит из гармонии: тон меняется.
Методика используется исследовательская группа предполагает, выпустив пучок электронов на один атом в твердом теле. Что поток энергии вызывает и атомы, которые окружают его вибрировать.
Это создает уникальную вибрационную энергию, отпечатков пальцев, сродни фиксированный тон от камертона, который может быть записан с помощью электронного микроскопа. Но если один атом примеси присутствует, другой химический элемент, например, колебательная энергия отпечаток, что примеси будут меняться: материал «звук» отличается на прежнем месте.
Исследование открывает возможность, что ученые смогут контролировать материалы для атомной примесей.
Выводы, один атом колебательной спектроскопии на сканирующем электронном микроскопе, будут опубликованы сегодня (5 марта) в журнале Science.
Квентин Ramasse, профессор передовой электронной микроскопии в Лидсе, который руководил проектом, сказал: «Теперь у нас есть прямые доказательства того, что один «чужой» атом в твердом теле может изменить ее колебательные свойства на атомном уровне.
«Это было предсказано в течение многих десятилетий, но не было никаких экспериментальных технику соблюдать эти колебательные изменения напрямую. Нам удалось показать впервые, что вы можете записать, что подпись дефект с атомной точностью».
Исследователи использовали лабораторных SuperSTEM, Великобритании, Национальный научно-исследовательский центр для продвинутых электронной микроскопии, при поддержке инженерно-физический исследовательский совет (совет).
В состав комплекса входят некоторые из самых передовых учреждений в мире для изучения атомной структуры материи, и действует под эгидой академический консорциум во главе с Университетом Лидса (также включая университеты Оксфорд, Йорк, которые были вовлечены в этот проект, так же как Манчестер, Глазго и Ливерпуль).
Ученые обнаружили единственного примесный атом кремния в графене большой кристалл (форма углерода толщиной в один атом) — и потом сфокусированный луч своего электронного микроскопа непосредственно на этот атом.
Профессор Ramasse сказал: «мы ударяем его с помощью электронного пучка, что делает атом кремния двигаться или вибрировать, поглощая часть энергии входного пучка электронов в процессе … и мы измеряем количество энергии, которая поглощается.»
Анимации схематически показано, как кремния вибрирует, и как эта вибрация начинает влиять на соседние атомы, и вдохновлен обширные теоретические расчеты команда доктора Гийома Радтке в Сорбонском университете, который принимал участие в подготовке этого проекта.
«Колебательные реакции мы наблюдаем, является уникальным, как этот конкретный атом кремния находится в пределах графена», — добавил д-р Радтке. «Мы можем предсказать, как его присутствие было бы возмутить связях атомов углерода, но эти эксперименты представляют собой настоящее техническое достижение, потому что теперь мы можем измерить с атомарной точности такие тонкие изменения.»
Исследования и электронной микроскопии объектов, финансируемых инженерных и физических наук исследовательский совет.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!