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Film di Live Action dei Prodotti degli Scienziati di Berkeley Primo di Diversi Atomi di Carbonio nell'Atto

Published on March 31, 2009 at 6:43 PM

I ventilatori della fantascienza ancora hanno un altro due mesi di aspettare il nuovo film di Star Trek, ma i ventilatori di scienza reale possono ora dilettarsi i loro occhi sul primo film mai degli atomi di carbonio che si muovono lungo la barriera di un cristallo del graphene. Poichè graphene - lamiere sottili monostrate degli atomi di carbonio sistemati come il collegare di pollo - può tenere il tasto al futuro dell'industria elettronica, il pubblico per questo nuovo film di scienza potrebbe anche raggiungere le proporzioni del successone.

La Maschera mostra la crescita di un foro e la ricostruzione atomica della barriera in una lamiera sottile del graphene. Un fascio di elettroni messo a fuoco ad un punto sulla lamiera sottile spegne gli atomi di carbonio esposti per fare il foro. Gli atomi di carbonio poi si riposizionano per trovare una configurazione stabile. Credito: Centro Nazionale per Microscopia Elettronica

I Ricercatori con il Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Lawrence Berkeley (Laboratorio di Berkeley), lavorante con il GRUPPO 0,5, il microscopio elettronico più potente della trasmissione del mondo, hanno fatto un film che mostra in atomi di carbonio in tempo reale che si riposizionano intorno alla barriera di un foro che è stato perforato in una lamiera sottile del graphene. I Visualizzatori possono osservare come i legami chimici si rompono e si formano mentre gli atomi improvvisamente volatili sono guidati per trovare una configurazione stabile. Ciò è la registrazione in tensione mai vista della dinamica degli atomi di carbonio nel graphene.

“La crescita dell'atomo-da-atomo o il restringimento degli a cristallo è uno dei problemi più fondamentali di fisica dello stato solido, ma è particolarmente critico per i sistemi del nanoscale in cui l'aggiunta o la sottrazione anche di singolo atomo può avere conseguenze drammatiche per meccanico, beni ottici, elettronici, termici e magnetici del materiale,„ ha detto il fisico Alex Zettl che piombo questa ricerca. “La capacità di vedere i diversi atomi per muoversi intorno in tempo reale e per vedere come la configurazione atomica si evolve ed i beni di sistema di influenze è in qualche modo analoga di un biologo che può guardare poichè le celle si dividono e una struttura di ordine superiore con funzionalità complessa si evolve.„

Zettl tiene le nomine unite con Divisione di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley (MSD) ed il Dipartimento di Fisica all'Università di California (UC) Berkeley, dove è il Direttore del Centro dei Sistemi Integrated Nanomechanical. È l'autore principale di un documento che descrive questo lavoro che compare nell'emissione del 27 marzo 2009 della Scienza del giornale. Il documento è autorizzato, “Graphene alla Barriera: Stabilità e Dinamica.„ Co-Creando questo documento con Zettl erano Çaglar Girit, Jannik Meyer, Rolf Erni, Marta Rossell, il Cristiano Kisielowski, Li Yang, Sosta di Cheol-Hwan, Michael Crommie, Marvin Cohen e Steven Louie.

In loro documento, gli autori accreditano le capacità uniche del GRUPPO 0,5 per permettere il loro film. Il GRUPPO corrisponde al Microscopio Aberrazione-Corretto Elettrone della Trasmissione. Il più nuovo strumento al Centro Nazionale del Laboratorio di Berkeley per Microscopia Elettronica (NCEM) - una funzione nazionale dell'utente della DAINA ed al centro primo del paese per microscopia elettronica e il microcharacterization - il GRUPPO 0,5 è capace della produzione delle immagini con mezza risoluzione dell'angstrom, che è di meno che il diametro di singolo atomo di idrogeno.

Direttore Detto Ulrich Dahmen di NCEM di questo risultato con il GRUPPO 0,5, “L'osservazione in tempo reale dei movimenti degli atomi della barriera potrebbe piombo ad un nuovo livello di comprensione e di controllo dei nanomaterials. Con ulteriori avanzamenti in correttori ed in localizzatori elettrone-ottici può diventare possibile aumentare la sensibilità e la velocità di tali osservazioni e comincia a vedere una visualizzazione in tensione di molte altre reazioni al disgaggio atomico.„

Il graphene dello Sfregamento fuori dalla conclusione di un suggerimento e della sospensione della matita dell'esemplare in una griglia di osservazione, da Zettl e dai suoi colleghi usati ha prolungato l'irradiamento dal fascio di elettroni del GRUPPO 0.5's (imposti a 80 chilovolt) per introdurre un foro nella grata esagonale incontaminata del carbonio dei graphene. Mettendo A Fuoco il raggio ad un punto sulla lamiera sottile spegne gli atomi di carbonio esposti per creare il foro. Poiché gli atomi alla barriera del foro stanno espellendi continuamente dalla grata dagli elettroni dal raggio la dimensione del foro si sviluppa. I ricercatori hanno utilizzato lo stesso fascio di elettroni del GRUPPO 0,5 per registrare per l'analisi un film che mostra la crescita del foro e della riorganizzazione degli atomi di carbonio.

“Gli Atomi che perdono i loro vicini diventano altamente volatili e si muovono intorno rapido, continuamente riposizionandosi da una configurazione metastabile al seguente,„ ha detto Zettl. “Sebbene le configurazioni vengano e vanno, abbiamo trovato una configurazione di zigzag per essere lo più stabile. Si presenta più spesso e sopra i disgaggi più lunghi di lunghezza lungo la barriera che l'altra configurazione più comune, che abbiamo chiamato la poltrona.„

La Comprensione del quale di queste configurazioni atomiche è lo più stabile è uno dei tasti alla predizione ed a gestire della stabilità di un'unità che utilizza le barriere del graphene. La scoperta di forte stabilità nella configurazione di zigzag sta promettendo specialmente le notizie per i sogni spintronic dell'industria di computer.

Due anni fa, i co-author Cohen e Louie, teorici che tengono le nomine unite con Divisione ed Uc Berkeley di Scienze dei Materiali del Laboratorio di Berkeley, calcolati che i nanoribbons di graphene possono condurre una rotazione corrente e potrebbero quindi servire da base per le unità spintronic nanosized. Fili, i beni meccanici di quantum in seguito al campo magnetico di un elettrone di filatura, porta un valore direzionale di o “su„ o “giù„ che può essere usato per codificare i dati nel 0s e nel 1s del sistema binario. Le unità di Spintronic promettono di essere più piccole, più velocemente e molto più versatili di odierne unità perché - tra altri vantaggi - l'archiviazione di dati non scompare quando la corrente elettrica si ferma.

Last Update: 17. January 2012 03:28

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