Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • 20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific
20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Mass Spectrometers

De Wetenschappers van Berkeley Veroorzaken Eerst de Levende Film van de Actie van de Individuele Atomen van de Koolstof in Actie

Published on March 31, 2009 at 6:43 PM

De ventilators van de Science fiction hebben nog eens nog twee maanden van het wachten op de nieuwe film van Star Trek, maar de ventilators van daadwerkelijke wetenschap kunnen hun ogen nu op de eerste film ooit van koolstofatomen feesten die zich langs de rand van een graphenekristal bewegen. Gezien graphene - enig-gelaagde die bladen van koolstofatomen als kippegaas worden geschikt - de sleutel aan de toekomst van de elektronische industrie kan houden, zou het publiek voor deze nieuwe wetenschapsfilm kassuccesaandelen ook kunnen bereiken.

Het Beeld toont de groei van een gat en de atoomrandwederopbouw in een grapheneblad. Een elektronenstraal aan een vlek op het blad wordt geconcentreerd blaast uit de blootgestelde koolstofatomen om het gat te maken dat. De koolstofatomen veranderen van plaats zich dan om een stabiele configuratie te vinden. Krediet: Nationaal Centrum voor Elektronenmicroscopie

De Onderzoekers met het Nationale Laboratorium van Lawrence Berkeley van het Ministerie die van de V.S. van Energie (het Laboratorium van Berkeley) hebben, met TEAM 0.5, de krachtigste de transmissieelektronenmicroscoop werken van de wereld, een film gemaakt die in koolstofatomen toont die in real time van plaats veranderen rond de rand van een gat dat in een grapheneblad werd geslagen. De Kijkers kunnen waarnemen hoe de chemische banden en vorm breken aangezien de plotseling vluchtige atomen worden gedreven om een stabiele configuratie te vinden. Dit is de allereerstee levende opname van de dynamica van koolstofatomen in graphene.

„Zijn de atoom-door-atoom groei of krimpen van kristallen één van de meest fundamentele problemen van fysica in vaste toestand, maar zijn vooral kritiek voor nanoscalesystemen waar de toevoeging of de aftrekking van zelfs één enkel atoom dramatische gevolgen voor mechanische, optische, elektronische, thermische en magnetische eigenschappen van het materiaal kan hebben,“ bovengenoemde fysicus Alex Zettl die dit onderzoek leidde. De „capaciteit om individuele atomen te zien zich rond in echt bewegen - de tijd en om te zien hoe de atoomconfiguratie en systeemeigenschappen enigszins verwant is aan een bioloog beïnvloedt evolueert die kunnen om letten op aangezien cellen verdeelt en een hogere ordestructuur met complexe functionaliteit evolueert.“

Zettl houdt gezamenlijke benoemingen met de Afdeling van de Wetenschappen van de Materialen van het Laboratorium van Berkeley (MSD) en de Afdeling van de Fysica bij de Universiteit van Californië (UC) Berkeley, waar hij de directeur van het Centrum van Geïntegreerde Systemen Nanomechanical is. Hij is de belangrijkste auteur die van een document dit werk beschrijven dat in 27 Maart, de kwestie van 2009 van de dagboekWetenschap verschijnt. Het document is gerechtigd, „Graphene bij de Rand: Stabiliteit en Dynamica.“ De co-Creatie dit document met Zettl was Çaglar Girit, Jannik Meyer, Rolf Erni, Marta Rossell, Christian Kisielowski, Li Yang, Park cheol-Hwan, Michael Crommie, Marvin Cohen en Steven Louie.

In hun document, crediteren de auteurs de unieke mogelijkheden van TEAM 0.5 voor het maken van hun film mogelijk. Het TEAM betekent de aberratie-Verbeterde Microscoop van de Transmissie Elektron. Het nieuwste instrument op het Nationale Centrum van het Laboratorium van Berkeley voor Elektronenmicroscopie (NCEM) - een nationale de gebruikersfaciliteit van DOE en het eerste centrum van het land voor elektronenmicroscopie en microcharacterization - TEAM 0.5 kan beelden met halve ångströmresolutie veroorzaken, die minder dan de diameter van één enkel waterstofatoom is.

Bovengenoemde NCEM directeur Ulrich Dahmen van deze voltooiing met TEAM 0.5, de „Observatie in real time van de bewegingen van randatomen kon tot een nieuw niveau van begrip en controle van nanomaterials leiden. Met verdere vooruitgang in elektron-optische correctors en detectors kan het mogelijk worden om de gevoeligheid en de snelheid van dergelijke observaties te verhogen, en te beginnen een levende mening van veel andere reacties bij de atoomschaal te zien.“

Het Wrijven graphene van het eind van een potlooduiteinde en het opschorten van het specimen in een observatienet, gebruikte Zettl en zijn collega's verlengden straling van de elektronenstraal van het TEAM 0.5's (plaats bij 80 kV) om een gat in het oorspronkelijke hexagonale de koolstofrooster van graphene te introduceren. Het Concentreren van de straal aan een vlek op het blad blaast uit de blootgestelde koolstofatomen om tot het gat te leiden. Aangezien de atomen bij de rand van het gat voortdurend van het rooster door elektronen van de straal worden uitgeworpen groeit de grootte van het gat. De onderzoekers gebruikten zelfde TEAM 0.5 elektronenstraal om voor analyse een film te registreren die de groei van het gat en de herschikking van de koolstofatomen tonen.

De „Atomen die hun buren verliezen worden hoogst vluchtig, en bewegen zich rond snel, voortdurend het van plaats veranderen van van één metastabiele configuratie aan volgende,“ bovengenoemde Zettl. „Hoewel de configuraties komen en gaan, vonden wij een zigzagconfiguratie om het stabielst te zijn. Het komt vaker en over langere lengteschalen voor langs de rand dan de andere gemeenschappelijkste configuratie, die wij de leunstoel.“ riepen

Het Begrip van welke van deze atoomconfiguraties het stabielst is is één van de sleutels aan het voorspellen van en het controleren van de stabiliteit van een apparaat dat graphene randen gebruikt. De ontdekking van sterke stabiliteit in de zigzagconfiguratie belooft in het bijzonder nieuws voor de spintronic dromen van de computerindustrie.

Twee jaar geleden, berekenden de medeauteurs Cohen en Louie, theoretici die gezamenlijke benoemingen met de Afdeling en UC Berkeley houden van de Wetenschappen van de Materialen van het Laboratorium van Berkeley, dat nanoribbons van graphene een rotatiestroom kan leiden en daarom kon dienen aangezien de basis voor spintronic apparaten nanosized. Rotatie, een quantum mechanisch bezit die van het magnetisch veld van een spinnend elektron de het gevolg zijn, draagt „omhoog“ een richtingwaarde van of of „onderaan“ dat kan worden gebruikt om gegevens in 0s en 1s van het binaire systeem te coderen. De apparaten van Spintronic beloven kleinere, snellere en verre veelzijdiger te zijn dan de apparaten van vandaag omdat - onder andere voordelen - de gegevensopslag niet verdwijnt wanneer de elektrische stroom ophoudt.

Last Update: 14. January 2012 09:33

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit