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Installation d'Épitaxie de Poutre Moléculaire Pour Concevoir les Matériaux Faits Sur Commande pour des Scientifiques

Published on December 8, 2010 at 6:50 AM

L'instrument utilisé pour l'épitaxie de poutre moléculaire (MBE) examine comme le module lunaire, avec les pieds dégingandés en métal introduisant dans une grande boîte cylindrique. Mais ce dispositif n'est pas dirigé pour les faïences de Delft de lune-service informatique dans des molécules au lieu, aidant la couche neuve de matériaux de vedettes de scientifiques par couche avec la précision presque atomique.

L'installation de MBE, située au Ministère De L'énergie des États-Unis le Laboratoire (DOE) National d'Argonne, A pu constituer la base pour que les matériaux neufs améliorent des cellules, l'électronique et des batteries à combustible.

Chercheurs Anand Bhattacharya d'Argonne (laissé) et flanc de Tiffany Santos l'instrument d'épitaxie de poutre moléculaire, conçu pour ouvrer des matériaux avec près de la précision atomique.

« C'est l'aube d'une ère neuve de découverte de matériaux et synthèse, » a dit Anand Bhattacharya, un physicien d'Argonne qui a conçu l'instrument. « Dans les mains droites, il peut réellement changer la science des matériaux. En principe, les matériaux que nous pourrions pouvoir effectuer sont limités seulement par notre imagination. »

Basé au Centre d'Argonne pour des Matériaux de Nanoscale, l'instrument est récent devenu disponible aux scientifiques autour du monde qui soumettent des propositions pour le temps sur la machine. Tiffany Santos, un scientifique d'Argonne qui dirige les activités de la science d'utilisateur, indique que les douzaine études en cours jusqu'ici ont examiné tout de la catalyse à la supraconductivité.

Par exemple, Santos et les collègues travaillent pour produire les matériaux dont les propriétés magnétiques peuvent être réglées avec un champ électrique. Les ordinateurs D'aujourd'hui et d'autres appareils numériques enregistrent des données sur des lecteurs de disque dur et des cartes mémoire, composants dont le besoin d'être réglé avec un champ magnétique. « Qui est lent et également énergie de rebuts, » Santos a dit. « Quand un ordinateur est éteint, il a besoin d'un long moment de boot où vous le tournez de retour en circuit parce que ses condensateurs doivent être chargés jusqu'à la mémoire de restauration. »

L'objectif ultime est de perfectionner un système de mémoire non volatile ; c'est-à-dire, un système où les données demeurent enregistrées même tandis que le dispositif est arrêté. « Nous pourrions faire ceci à l'aide d'un champ électrique pour régler les aimants, » Santos avons expliqué, « qui est plus local qu'un champ magnétique, et il nous permettrait également de rendre des dispositifs plus petits et plus efficaces.

« Ce serait une découverte énorme pour éliminer le champ magnétique, » Santos a dit. « Sauf leQuel tout éliminerait le temps d'amorce, et le dispositif absorberaient également moins qu'énergie-nous éliminerions l'échauffement de l'énergie gaspillée pour charger des condensateurs. »

Produire les matériaux qui fonctionneraient des voies neuves est pourquoi l'instrument d'épitaxie de poutre moléculaire a été conçu. La machine peut façonner des super-réseaux, ou des couches de matériaux avec les surfaces adjacentes atomique tranchantes. Elle peut également produire les films de haute qualité qui mettent à jour la structure cristalline qui prête des matériaux leurs seules propriétés.

La « Mise En Couches te permet de rechercher les propriétés neuves ; effectuer les surfaces adjacentes tranchantes entre les différentes couches leur permet de s'influencer des façons uniques, » Santos a dit.

Le dispositif est bagué avec des boîtes, chaque les différents métaux purs contenants aux lesquels peut être passionné plus de 2.500 degrés que Fahrenheit-ainsi chaud elles s'évaporent réellement. La poutre des pousses évaporées d'atomes en métal dans une cavité centrale sous un vide très poussé. Là il contacte des poutres de différents métaux, heurte un substrat et réagit avec l'oxygène pour former un composé dans des couches cristallines parfaitement structurées. Alors les scientifiques peuvent répéter le procédé pour ajouter plus de couches.

La machine d'Argonne est également seule dans son utilisation de l'ozone (O3) de réagir avec les métaux, plutôt que l'oxygène pur (O2). Le « Ozone est plus réactif, ainsi il signifie qu'il colle plus promptement avec les métaux, » Santos a expliqué. « Ceci laisse moins défauts dans le composé de finition. »

Puisque c'est une zone si neuve, le modèle des matériaux faits sur commande prend le travail théorique et une peu de finesse, les scientifiques indiquent. « Comme n'importe quel cuisinier de bon vous dira, vous pouvez avoir l'office meilleur-stocké, » a dit Bhattacharya, « mais les meilleurs cuisiniers choisira les ingrédients les plus simples et sortira avec quelque chose qui est spectaculaire. »

Posté Le 8 décembre 2010

Last Update: 11. January 2012 17:17

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