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Funzione di Epitassia del Fascio Molecolare Per Progettare i Materiali Su Ordinazione per gli Scienziati

Published on December 8, 2010 at 6:50 AM

Lo strumento utilizzato per l'epitassia del fascio molecolare (MBE) guarda un piccolo come il modulo lunare, con i lati esili del metallo che inseriscono in una grande scatola metallica cilindrica. Ma questa unità non è diretto verso luna- approfondisce le molecole invece, aiutando livello dei materiali del mestiere degli scienziati il nuovo dal livello con precisione quasi atomica.

La funzione di MBE, situata al Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale (DOE) del Argonne, Ha potuto fornire la base affinchè i nuovi materiali migliori le pile a combustibile, l'elettronica e le batterie.

Ricercatori Anand Bhattacharya di Argonne (lasciato) e fianco di Tiffany Santos lo strumento di epitassia del fascio molecolare, destinato per perfezionamento i materiali con vicino a precisione atomica.

“Questa è l'alba di nuova era della scoperta dei materiali e sintesi,„ ha detto Anand Bhattacharya, un fisico di Argonne che ha progettato lo strumento. “Nelle mani destre, può realmente cambiare la scienza dei materiali. In linea di principio, i materiali che potremmo potere fare sono limitati soltanto dalla nostra immaginazione.„

Basato al Centro di Argonne per i Materiali di Nanoscale, lo strumento recentemente è diventato disponibile agli scienziati intorno al mondo che presentano le proposte per tempo sul commputer. Tiffany Santos, uno scienziato di Argonne che dirige le attività di scienza dell'utente, dice che i dozzina studi in corso finora hanno esaminato tutto dalla catalisi alla superconduttività.

Per esempio, Santos ed i colleghi stanno lavorando per creare i materiali di cui i beni magnetici possono essere gestiti con un campo elettrico. Gli Odierni computer ed altre unità digitali memorizzano i dati sui drive del hard disk e sulle schede di memoria, le componenti di cui devono essere gestite con un campo magnetico. “Che è lento ed anche energia di sprechi,„ Santos ha detto. “Quando un computer è disinserito, ha bisogno di molto periodo del bootup in cui lo girate indietro sopra perché i sui condensatori devono essere fatti pagare fino alla memoria di restore.„

Lo scopo finale è di perfezionare un sistema della memoria non volatile; cioè un sistema dove i dati rimangono memorizzati anche mentre l'unità è spenta. “Potremmo fare questo mediante usando un campo elettrico per gestire i magneti,„ Santos abbiamo spiegato, “che è più locale di un campo magnetico ed egualmente permetterebbe che noi rendiamo le unità più piccole e più efficienti.

“Sarebbe un'innovazione enorme per eliminare il campo magnetico,„ Santos ha detto. “Cui tutti solo eliminerebbero il tempo dell'avvio e l'unità egualmente consumerebbero di meno che energia-avremmo eliminato il carico termico da energia sprecata per fare pagare i condensatori.„

La Creazione dei materiali che funzionerebbero nei nuovi modi è perché lo strumento di epitassia del fascio molecolare è stato progettato. Il commputer può adattare i superreticoli, o i livelli di materiali con le interfacce atomico marcate. Può anche creare le pellicole di alta qualità che mantengono la struttura cristallina che presta i materiali i loro beni unici.

“La Margotta permette che cerchiate i nuovi beni; la fabbricazione delle interfacce marcate fra i livelli differenti li permette di influenzarsi nei modi unici,„ Santos ha detto.

L'unità è anellata con le scatole metalliche, ogni metalli puri differenti contenenti a cui può essere riscaldato più di 2.500 gradi di piccante che di Fahrenheit-così realmente evaporano. Il raggio dei tiri evaporati degli atomi del metallo in una camera centrale nell'ambito di un vuoto ultraelevato. Là incontra i raggi dei metalli differenti, colpisce un substrato e reagisce con ossigeno per formare un composto in livelli cristallini perfettamente strutturati. Poi gli scienziati possono ripetere il trattamento per aggiungere più livelli.

Il commputer di Argonne è egualmente unico nel suo uso di ozono (O3) reagire con i metalli, piuttosto che l'ossigeno puro (O2). “L'Ozono è più reattivo, in modo da significa che salda più prontamente con i metalli,„ Santos ha spiegato. “Questo lascia meno difetti nel composto rifinito.„

Poiché è così nuovo campo, progettare i materiali su ordinazione cattura il lavoro teorico e una poca finezza, gli scienziati dice. “Come tutto il cuoco di merce vi dirà, potete avere la dispensa migliore sgrossata,„ ha detto Bhattacharya, “ma i migliori cuochi sceglierà gli ingredienti più semplici ed uscirà con qualcosa che sia spettacolare.„

8 dicembre 2010 Inviato

Last Update: 11. January 2012 17:22

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