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Filme de Acção ao Vivo do Produto dos Cientistas de Berkeley Primeiro de Átomos de Carbono Individuais na Acção

Published on March 31, 2009 at 6:43 PM

Os ventiladores da Ficção científica ainda têm outros dois meses de esperar o filme novo de Star Trek, mas os ventiladores da ciência real podem deleitar seus olhos agora no primeiro filme nunca dos átomos de carbono que movem-se ao longo da borda de um cristal do graphene. Dado que o graphene - folhas único-mergulhadas dos átomos de carbono arranjados como o fio de galinha - pode guardarar a chave ao futuro da indústria electrónica, a audiência para este filme novo da ciência pôde igualmente alcançar proporções do sucesso de público.

A Imagem mostra o crescimento de um furo e a reconstrução atômica da borda em uma folha do graphene. Um feixe de elétron focalizado a um ponto na folha funde para fora os átomos de carbono expor para fazer o furo. Os átomos de carbono reposicionam-se então para encontrar uma configuração estável. Crédito: Centro Nacional para a Microscopia de Elétron

Os Pesquisadores com o Ministério de E.U. do Laboratório Nacional do Lawrence Berkeley da Energia (Laboratório de Berkeley), trabalhando com EQUIPE 0,5, o microscópio de elétron o mais poderoso da transmissão do mundo, fizeram um filme que mostrasse nos átomos de carbono do tempo real que se reposicionam em torno da borda de um furo que fosse perfurado em uma folha do graphene. Os Visores podem observar como as ligações químicas quebram e formam enquanto os átomos de repente temporários são conduzidos para encontrar uma configuração estável. Esta é a primeira - gravação sempre viva da dinâmica de átomos de carbono no graphene.

“O crescimento do átomo-por-átomo ou o encolhimento dos cristais são um dos problemas os mais fundamentais da física de circuito integrado, mas são especialmente crítico para os sistemas do nanoscale onde a adição ou a subtracção mesmo de um único átomo podem ter conseqüências dramáticas para mecânico, propriedades ópticas, eletrônicas, térmicas e magnéticas do material,” disseram o físico Alex Zettl que conduziu esta pesquisa. “A capacidade para considerar átomos individuais para mover-se ao redor no tempo real e para considerar como a configuração atômica evolui e nas propriedades de sistema das influências é um tanto aparentada a um biólogo que pode olhar porque as pilhas se dividem e uma estrutura mais alta do pedido com funcionalidade complexa evolui.”

Zettl guardara nomeações comum com Divisão de Ciências dos Materiais do Laboratório de Berkeley (MSD) e o Departamento de Física na Universidade Da California (UC) Berkeley, onde é o director do Centro de Sistemas Integrated Nanomechanical. É o autor principal de um papel que descreve este trabalho que aparece na introdução do 27 de março de 2009 da Ciência do jornal. O papel é autorizado, “Graphene na Borda: Estabilidade e Dinâmica.” Co-Sendo o autor deste papel com Zettl eram Çaglar Girit, Jannik Meyer, Rolf Erni, Marta Rossell, Cristão Kisielowski, Li Yang, Parque de Cheol-Hwan, Michael Crommie, Marvin Cohen e Steven Louie.

Em seu papel, os autores creditam as capacidades originais da EQUIPE 0,5 para tornar seu filme possível. A EQUIPE representa o Microscópio Aberração-Corrigido Elétron da Transmissão. O instrumento o mais novo no Centro Nacional do Laboratório de Berkeley para a Microscopia de Elétron (NCEM) - uma facilidade nacional do usuário da GAMA e centro do país no primeiro para a microscopia de elétron e o microcharacterization - a EQUIPE 0,5 é capaz de produzir imagens com meia definição do ångström, que é menos do que o diâmetro de um único átomo de hidrogênio.

O director Dito Ulrich Dahmen de NCEM desta realização com EQUIPE 0,5, “A observação do tempo real dos movimentos de átomos da borda poderia conduzir a um nível novo de compreensão e de controle dos nanomaterials. Com avanços mais adicionais em correctores e em detectores elétron-ópticos pode tornar-se possível aumentar a sensibilidade e a velocidade de tais observações, e começa a ver uma ideia viva de muitas outras reacções na escala atômica.”

O graphene da Fricção fora do fim de uma ponta e de suspender do lápis o espécime em uma grade da observação, de Zettl e de seus colegas usados prolongou a irradiação do feixe de elétron da EQUIPE 0.5's (ajuste em 80 quilovolts) para introduzir um furo na estrutura sextavada pristine do carbono dos graphene. Focalizar o feixe a um ponto na folha funde para fora os átomos de carbono expor para criar o furo. Desde Que os átomos na borda do furo estão sendo ejectados continuamente da estrutura por elétrons do feixe o tamanho do furo cresce. Os pesquisadores usaram o mesmo feixe de elétron da EQUIPE 0,5 para gravar para a análise um filme que mostra o crescimento do furo e do rearranjo dos átomos de carbono.

Os “Átomos que perdem seus vizinhos tornam-se altamente temporários, e movem-se ao redor ràpida, continuamente reposicionando-se de uma configuração metastable ao seguinte,” disse Zettl. “Embora as configurações vêm e vão, nós encontramos uma configuração do ziguezague para ser os mais estáveis. Ocorre mais frequentemente e sobre umas escalas mais longas do comprimento ao longo da borda do que a outra configuração a mais comum, que nós chamamos a poltrona.”

Compreender qual destas configurações atômicas é o mais estável é uma das chaves a prever e a controlar a estabilidade de um dispositivo que utilize bordas do graphene. A descoberta da estabilidade forte na configuração do ziguezague está prometendo particularmente a notícia para os sonhos spintronic da indústria informática.

Dois anos há, co-autores Cohen e Louie, teóricos que guardaram nomeações comum com Divisão de Ciências dos Materiais do Laboratório de Berkeley e Uc Berkeley, calculados que os nanoribbons do graphene podem conduzir uma rotação actual e poderiam conseqüentemente servir como a base para dispositivos spintronic nanosized. Gire, uma propriedade mecânica do quantum que elevara do campo magnético de um elétron de giro, leve um valor direccional de ou “acima” ou de “para baixo” que possa ser usado para codificar dados no 0s e no 1s do sistema binário. Os dispositivos de Spintronic prometem ser menores, mais rapidamente e distante mais versáteis do que dispositivos de hoje porque - entre outras vantagens - o armazenamento de dados não desaparece quando a corrente elétrica para.

Last Update: 14. January 2012 06:46

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