Сконструирован прибор для измерения проводимости цепочек одиночных атомов

 


Инженеры из Национального института стандартов и технологий (США) создали прибор, который позволяет растягивать цепочки атомов и регистрировать колебания проводимости при изменении их структуры.

Устройство несколько напоминает сканирующий туннельный микроскоп. Иглу «микроскопа» заменяет тончайший конец золотого провода, который касается поверхности, также выполненной из золота, в результате чего атомы металла связываются друг с другом. Затем зонд постепенно поднимается вверх, и со временем толщина цепочки атомов доходит до минимума. Сложность эксперимента заключается в том, что положение зонда необходимо контролировать с высочайшей точностью, иначе прочность цепочки и ее проводимость в момент, предшествующий разрыву, измерить не удастся.

Авторы продемонстрировали в опытах точность регулировки положения, доходящую до 5 пм. Для этого рядом с зондом пришлось установить волоконно-оптическую систему, а упомянутая выше золотая поверхность была использована в качестве одного из зеркал классического оптического интерферометра, выходной сигнал которого и позволяет контролировать расстояние. Одновременно с этим ученые измеряли ток, протекающий между зондом и поверхностью, отмечая изменения проводимости при уменьшении толщины цепочки.

Новое устройство можно использовать в паре с другими разработками, получая при этом возможность довольно быстро калибровать прецизионные датчики силы. «Возможно, в будущем процедура калибровки таких приборов упростится, — говорит участник работы Дуглас Смит (Douglas Smith). — Измерять проводимость и определять, когда толщина цепочки атомов достигнет минимума, не так уж и сложно. Если точное значение силы, соответствующее этому положению, будет известно заранее, им можно пользоваться при настройке оборудования».

Полную версию отчета опубликует издание Journal of Applied Physics.

Подготовлено по материалам Национального института стандартов и технологий.

Источник: Компьюлента