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El Nuevo Instrumento Puede Delicado Encadenamiento de Tirón de Átomos Aparte

Published on March 31, 2010 at 6:38 PM

¿Usted tiene que Cómo difícilmente tirar en un único átomo de-opinión-oro destaquémoslo del extremo de un encadenamiento de átomos similares? * Es una dimensión del progreso asombroso en nanotecnología que pregunte que habría interesado una vez solamente a físicos o los representantes técnicos están preguntando los químicos ahora. Para ayudar con las respuestas, un equipo de investigación en el National Institute of Standards and Technology (NIST) ha construido un instrumento ultraestable para tirar en encadenamientos de átomos, un instrumento que pueden maniobrar y llevan a cabo la posición de una antena atómica a dentro 5 picometers, o 0,000 000 000 5 centímetros. **

El experimento básico utiliza un instrumento NIST-diseñado inspirado por el microscopio el hacer un túnel de la exploración (STM). Las aplicaciones del instrumento del NIST como antena un cable fino, puro del oro drenado fuera a una punta sostenida. La antena se toca a una superficie plana del oro, haciendo los átomos de la punta y de la superficie pegar, y separado gradualmente hasta que se forme un encadenamiento del único-átomo (véase la figura) y entonces los interruptores. El truco es hacer esto con tal mando posicional exquisito que usted pueda informar a cuando los dos átomos pasados están a punto de separarse, y sujete todo constante; usted puede en ese momento medir la rigidez y la conductancia eléctrica del encadenamiento del único-átomo, antes de romperlo para medir su fuerza.

Las personas del NIST utilizaron una combinación del diseño listo y de la atención obsesiva a las fuentes del desvío para lograr los resultados que requerirían de otra manera esfuerzos heroicos en el aislamiento de vibración, según el representante técnico Jon Pratt. Un sistema fibroóptico montó apenas al lado de las aplicaciones de la antena la misma superficie del oro tocada por la antena como un espejo en un interferómetro óptico clásico capaz de detectar cambios en el movimiento lejos más pequeño que la longitud de onda de la luz. La señal del interferómetro se utiliza para controlar la separación entre la superficie y la antena. Simultáneamente, una corriente eléctrica minúscula que fluye entre la superficie y la antena se mide para determinar cuando la unión se ha estrechado a los dos átomos pasados en contacto. Porque hay tan pocos átomos implicados, la electrónica puede registrar, con sensibilidad del único-átomo, los saltos distintos en conductividad como la unión entre la antena y los estrechos de la superficie.

El nuevo instrumento se puede emparejar con un esfuerzo de investigación paralelo en el NIST de crear una fuerza exacta sensor-para el ejemplo, un microscópico de la atómico-escala salto-tarjeta-como el voladizo cuya rigidez se ha calibrado en el Balance de la Fuerza Electroestática del NIST. El Físico Douglas Smith dice que la combinación debe hacer posible la medición directa de fuerza entre dos átomos del oro de una manera detectable a los patrones nacionales de la medición. Y porque cualquier dos átomos del oro son esencialmente idénticos, eso daría a otros investigadores un método directo de calibrar su equipo. “Somos después de que algo que la gente que hace esta clase de medición podría utilizar como lo hace una prueba patrón para calibrar sus instrumentos sin tener que ir a todo el problema nosotros,” a Smith dice. ¿“Qué si el experimento que usted se está realizando se calibra porque la medición usted está haciendo tiene valores intrínsecos? Usted puede hacer una medición eléctrica que sea bastante fácil y observando conductancia usted puede informar cuándo usted ha conseguido a este encadenamiento del único-átomo. Entonces usted puede hacer su saber mecánica de las mediciones qué esas fuerzas deben estar y recalibrar su instrumento por consiguiente.”

Además de su aplicación a los mecánicos del nanoscale, diga las personas del NIST, la estabilidad a largo plazo de su sistema en la escala del picometer tiene promesa para estudiar el movimiento de electrones en sistemas y espectroscopia unidimensionales de la único-molécula.

* La respuesta, calculada de modelos atómicos, debe ser algo bajo 2 nanonewtons, o menos de 0,000 000 007 onzas una fuerza.

** D.T. Smith, J.R. Pratt, F. Tavazza, L.E. Levine y A.M. Chaka. Una plataforma ultraestable para el estudio de los encadenamientos del único-átomo. J. Appl. Phys., en prensa, Marzo de 2010.

Last Update: 13. January 2012 00:26

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