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분자 빔 Epitaxy 시설 과학자에 대한 사용자 정의 재료를 설계하는

Published on December 8, 2010 at 6:50 AM

분자 빔 epitaxy (MBE)에 사용되는 악기는 커다란 원통 용기에 먹이를 가늘고 긴 금속 다리, 음력 모듈처럼 약간 보인다. 하지만이 장치는 향하고되지 않습니다 달 그것은 과학자들이 거의 원자 정밀도와 레이어하여 새로운 물질 레이어를 만들 돕는 대신에 분자에 delves.

에있는 MBE 시설, 에너지의 (검사서) Argonne 국립 연구소 미국학과 , 연료 전지, 전자 제품 및 배터리를 개선하기 위해 새로운 재료의 기초를 제공 수 있습니다.

원자 정밀도 가까이와 자료를 만들 수 있도록 설계 Argonne 연구자 아난드 Bhattacharya (왼쪽)와 티파니 산토스 플랭크 분자 빔 epitaxy기구.

"이것은 재료의 발견과 합성의 새로운 시대의 새벽이다"아난드 Bhattacharya, 악기를 설계 Argonne의 물리 고 말했다. "오른쪽 손이 정말 재료 과학을 변경할 수 있습니다. 원칙적으로, 재료는 우리가 우리의 상상력에 의해 제한 할 수 있습니다."

Nanoscale 자료에 대한 Argonne의 센터 기반의 악기는 최근 시스템에 시간 제안서를 제출 전세계 과학자에게 제공되었다. 티파니 산토스, 사용자 과학 활동을 헤드 Argonne 과학자는 진행 수십 연구가 지금까지 촉매에서 초전도로 모든 검사가 말합니다.

예를 들어, 산토스 및 동료들은 그의 자성 특성 전기장과 함께 제어할 수 있습니다 자료를 작성하기 위해 노력하고 있습니다. 오늘날의 컴퓨터와 하드 디스크 드라이브와 메모리 카드에있는 다른 디지털 장치 저장소 데이터 자장과 제어해야하는 구성 요소. "느린 또한 폐기물 에너지의 그"산토스했다. "컴퓨터가 꺼져있는 경우,는 콘덴서가 메모리를 복원까지 청구해야하기 때문에 당신은 다시 그것을 돌려 긴 부팅 시간을 필요합니다."

궁극적인 목표는 비휘발성 메모리의 시스템을 완벽하게하는 것입니다, 그것은 장치가 꺼져있어도 동안 데이터가 저장되어 남아있는 시스템입니다. "우리는 자석을 제어하는​​ 전기 필드를 사용하여이 작업을 수행할 수있다"산토스있는가 자기장보다 더 많은 지역이며, 또한 우리는 장치가 작고보다 효율적으로 만들 수 있습니다 것이다 "고 설명했다.

"그것은 자기장을 제거하기 위해 커다란 돌파구가 될 것"산토스했다. "그것을 제외한 모든 부팅 시간을 제거 것이며, 장치는 또한 더 적은 에너지 we'd이 커패시터를 충전 에너지 낭비의 열 부하를 제거 소모 것"이라고 말했다.

분자 빔 epitaxy 악기가 설계된 이유 새로운 방식으로 함수를 자료를 작성하는 것입니다. 기계는 atomically 날카로운 인터페이스 재료의 패션 superlattices, 또는 레이어 수 있습니다. 또한 재료에게 고유한 속성을 것으로 결정 구조를 유지하는 고품질의 영화를 만들 수 있습니다.

"겹겹이 당신이 새로운 속성을 찾을 수 있도록하고, 다른 레이어 사이의 날카로운 인터페이스를 만드는 것이 그들 고유의 방법으로 서로 영향을 미치는 수 있도록"산토스했다.

장치는 용기, 그들은 실제로 증발 이상 2,500 화씨 - 너무 뜨거워으로 가열 수있는 각각 포함하는 다양한 순수 금속과 반지를 낀입니다. 증발 금속 원자 빔은 초고 진공 하에서 중앙 챔버에 골인. 그것이 다른 금속의 빔을가 충족, 기판 안타 완벽하게 구조 결정 레이어의 화합물을 형성하기 위해 산소와 반응. 그렇다면 과학자들은 더 많은 레이어를 추가하는 과정을 반복할 수 있습니다.

Argonne의 기계는 오히려 순수 산소 (O2)보다, 금속과 반응도 오존의 사용 (O3)에 고유합니다. 산토스는 설명 "오존은 금속보다 쉽게​​ 그것이 채권, 즉, 더 많은 반응이다." "이것은 완료 화합물에 적은 결함을 떠납니다."

이 같은 새로운 분야이기 때문에, 사용자 정의 물질을 설계하는 것은 이론적 작업과 약간의 기교가 필요, 과학자들은 말한다. "모든 좋은 요리를 알려줍니다 마찬가지로, 당신이 최고 갖춰져 찬장을 가질 수"Bhattacharya 고 말했다 "하지만 최고의 요리사는 가장 간단한 재료를 선택하고 아름다운 무언가와 함께 올 것이다."

2010 12월 8일을 게시

Last Update: 3. October 2011 10:05

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