Posted in | Nanofabrication

科学者のためのカスタム材料を設計する分子線エピタキシ法機能

Published on December 8, 2010 at 6:50 AM

分子線エピタキシ法に使用する器械は (MBE)大きい円柱小さなかんに入れていて細長い金属の足が月着陸船のような少しを、見ます。 しかしこの装置は分子にのために月それ代りに掘り下げま先頭に立たれなく、科学者のクラフト新しい材料の層をほぼ原子精密の層助けます。

Argonne の国立研究所米国エネルギー省にあった (DOE) MBE 機能は新しい材料が燃料電池、電子工学および電池を改良することができるように基礎を提供できます。

Anand Bhattacharya Argonne の研究者 (残っている) および Tiffany サントスのフランク原子精密の近くのの材料を制作するように設計されている分子線エピタキシ法の器械。

「これは材料の発見の新しい時代の夜明けであり、統合」、 Anand Bhattacharya、器械を設計した Argonne の物理学者を言いました。 「右手、それはで実際に物質科学を変更できます。 原則的には、私達が作れるかもしれない材料は私達の想像によってだけ限定されます」。

Nanoscale の文書のための Argonne の中心で基づいて、器械は最近世界中で機械の時間の間提案を入れる科学者に使用できるようになりました。 進行中のダースつの調査が今のところ触媒作用からの超伝導にすべてを検査してしまったことを Tiffany サントス、ユーザー科学の作業の先頭に立つ Argonne の科学者は、言います。

磁気特性が電界と制御することができる材料を作成するために例えば、サントスおよび同僚は働いています。 今日のコンピュータおよび他のデジタル装置はコンポーネントが磁界と制御される必要があるメモリ・カード保存します、およびハードディスク・ドライブでデータを。 「遅く、また無駄エネルギーであると」、サントスは言いました。 「コンピュータは消えっているとき、コンデンサーが」。回復のメモリまで満たされる必要があるのでそれを再び入れる長い bootup の時を必要とします

最終目的は不揮発性メモリのシステムを完成することです; すなわち、装置が消える間、データが保存されて残るところシステム。 「私達は磁石を制御するのに電場の使用によって装置をより小さくおよびより効率的にさせることを可能にします」磁界よりローカルである、また私達がサントス説明しましたこれをすることができ、 「。

「それは磁界を除去する巨大な進歩です」とサントスは言いました。 「ほとんど除去するブートの時間および装置はまたコンデンサーを満たすためにエネルギー私達が無駄にされたエネルギーから熱ロードを」。除去するより少しを消費します

新しい方法で作用する材料を作成することは分子線エピタキシ法の器械がなぜ設計されていたかです。 機械は原子的に鋭いインターフェイスが付いている材料の超格子、か層を作ることができます。 それはまた材料を一義的な特性貸す結晶の構造を維持する良質のフィルムを作成できます。

「層になることは新しい特性を捜すことを可能にします; 異なる層の間の鋭いインターフェイスを作ることはそれらが一義的な方法で互いに影響を及ぼすようにします」とサントスは言いました。

装置は各小さなかんで囲まれます熱い華氏そうがそれら実際に蒸発させる熱することができる含んでいる異なった純粋な金属 2,500 度以上。 超高真空の下の中央区域への蒸発させた金属原子のシュートのビーム。 そこにそれは異なった金属のビームに会い、基板に当り、そして酸素と完全に構成された結晶の層の混合物を形作るために反応します。 それから科学者はより多くの層を追加するためにプロセスを繰り返すことができます。

Argonne の機械は純粋な酸素よりもむしろ金属と、反応する (O3)オゾンの使用でまた一義的です (O2)。 「オゾン反応です、従って金属ともっと容易に結ぶことそれは」、はサントスを説明しました意味します。 「これは終了する混合物に残します少数の欠陥を」。

それが非常に新しいフィールドであるので、カスタム材料を設計することは理論的な作業を取り、少し技巧は、科学者言います。 「あらゆるよいよコックのように言います、最も在庫が豊富な食料貯蔵室があることができます」 Bhattacharya 言いました、 「しかし最もよいコックを最も簡単な原料を選択し、豪華」。である何かと出て来ます

2010 年 12 月 8 日掲示される

Last Update: 11. January 2012 16:17

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