Posted in | Nanofabrication

Moleculaire Epitaxy van de Straal Faciliteit om de Materialen van de Douane voor Wetenschappers Te Ontwerpen

Published on December 8, 2010 at 6:50 AM

Het instrument dat voor moleculaire straalepitaxy wordt gebruikt (MBE) kijkt een weinig gelijkaardig de maanmodule, met spichtige metaalbenen voedend in een grote cilindrische bus. Maar dit apparaat wordt niet geleid want maan-het in plaats daarvan in molecules die speurt, nieuwe de materialenlaag van de wetenschappersambacht door laag met bijna atoomprecisie helpen.

De MBE faciliteit, die bij het Nationale Laboratorium van Argonne van het Ministerie van de V.S. (DOE) van Energie wordt gevestigd, kon de basis voor nieuwe materialen vormen om brandstofcellen, elektronika en batterijen te verbeteren.

De onderzoekers van Argonne Anand (verlaten) Bhattacharya en Tiffany Santos flankeren het moleculaire straalepitaxy instrument, dat aan ambacht materialen met dicht bij atoomprecisie wordt ontworpen.

„Dit is de dageraad van een nieuwe era van materialenontdekking en synthese,“ bovengenoemde Anand Bhattacharya, een fysicus Argonne die het instrument ontwierp. „In de rechterkant, kan het materialenwetenschap werkelijk veranderen. In principe, worden de materialen wij zouden kunnen kunnen maken beperkt slechts door onze verbeelding.“

Gebaseerd op het Centrum van Argonne voor Materialen Nanoscale, werd het instrument onlangs beschikbaar aan wetenschappers rond de wereld die voorstellen voor tijd op de machine indienen. Tiffany Santos, een wetenschapper Argonne die de activiteiten leidt van de gebruikerswetenschap, zegt de dozijn lopende studies tot dusver alles van katalyse aan supergeleiding hebben onderzocht.

Bijvoorbeeld, werken Santos en de collega's om materialen te creëren de waarvan magnetische eigenschappen met een elektrisch veld kunnen worden gecontroleerd. De computers Van Vandaag en andere digitale apparaten slaan gegevens over harde schijfaandrijving en geheugenkaarten op, de componenten waarvan met een magnetisch veld moeten worden gecontroleerd. „Dat is langzaam en verspilt ook energie,“ Santos zei. „Wanneer een computer weg is, vergt het een lange bootuptijd wanneer u het terug draait omdat zijn condensatoren tot moeten worden geladen herstellen geheugen.“

Het uiteindelijke doel is een systeem van niet-vluchtig geheugen te perfectioneren; namelijk een systeem waar de gegevens opgeslagen blijven zelfs terwijl het apparaat wordt uitgezet. „Wij konden dit doen door een elektrogebied te gebruiken om de magneten te controleren,“ Santos verklaarde, „dat meer lokaal is dan een magnetisch veld, en het zou ons ook toestaan om apparaten kleiner en efficiënter te maken.

„Het zou een reusachtige doorbraak zijn om het magnetisch veld te elimineren,“ Santos zei. „Dat alles behalve elimineert laars-op tijd, en het apparaat zou ook minder verbruiken energie-wij de hittelading van verspilde energie zouden elimineren om condensatoren te laden.“

Creëren van materialen die op nieuwe manieren zouden functioneren is waarom het moleculaire straalepitaxy instrument werd ontworpen. De machine kan superlattices, of lagen materialen met atomically scherpe interfaces vormen. Het kan tot de films van uitstekende kwaliteit ook leiden die de kristallijne structuur handhaven die materialen hun unieke eigenschappen leent.

„Het In Lagen Aanbrengen staat u toe om nieuwe eigenschappen te zoeken; het maken van scherpe interfaces tussen de verschillende lagen staat hen toe om elkaar op unieke manieren te beïnvloeden,“ Santos zei.

Het apparaat is geringd met bussen, elk die verschillende zuivere metalen bevatten die aan meer dan 2.500 graden kunnen worden verwarmd Fahrenheit-Zodat heet eigenlijk verdampen zij. De straal van verdampte metaalatomen ontspruit in een centrale kamer onder een ultrahoog vacuüm. Daar ontmoet het stralen van verschillende metalen, raakt een substraat en reageert met zuurstof om een samenstelling in volkomen gestructureerde kristallijne lagen te vormen. Dan kunnen de wetenschappers het proces herhalen om meer lagen toe te voegen.

De machine van Argonne is ook uniek in zijn gebruik van ozon (O3) om met de metalen, eerder dan zuivere zuurstof te reageren (O2). Het „Ozon is meer reactief, zo betekent het dat het gemakkelijker met de metalen plakt,“ Santos verklaarde. „Dit verlaat minder tekorten in de gebeëindigde samenstelling.“

Omdat het zulk een nieuwe gebied is, neemt het ontwerpen van douanematerialen het theoretische werk en wat finesse, de wetenschappers zegt. „Als om het even welke goede kok u zal vertellen, kunt u de best-opgeslagen voorraadkast hebben,“ bovengenoemde Bhattacharya, „maar de beste koks zullen de eenvoudigste ingrediënten kiezen en zullen uit met iets komen die.“ spectaculair is

Gepost 8 December, 2010

Last Update: 11. January 2012 17:15

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