バークレーの科学者の農産物の処置の個々の炭素原子の最初ライヴ・アクション映画

空想科学小説のファンにまだ 2 か月もうスタートレック新しい映画を待っていることのあります、実際の科学のファンは graphene の水晶の端に沿って移動する炭素原子の最初の映画の目を今楽しむことができます。 graphene - 金網のように配列される炭素原子の単一層にされたシート - 電子産業の未来に鍵を握るかもしれないこと与えられてこの新しい科学映画のための聴衆はまたビッグヒットの割合に達するかもしれません。

映像は graphene シートの穴の成長そして原子端の復元を示します。 シートに点に焦点を合わせる電子ビームは穴を作るために露出された炭素原子を吹きます。 炭素原子はそれから安定した構成を見つけるために彼ら自身の位置を変えます。 信用: 電子顕微鏡検査のための各国用の中心

チーム 0.5 を、世界の最も強力な伝達電子顕微鏡使用する、ローレンスバークレーの国立研究所 (バークレーの実験室) 米国エネルギー省の研究者は graphene シートに打たれた穴の端のまわりで彼ら自身の位置を変えるリアルタイムの炭素原子で示す映画を作りました。 視聴者は安定した構成を見つけるために突然揮発原子が運転されると同時に化学結合がどのように壊れ、形作るか観察できます。 これは graphene の炭素原子の原動力の前代未聞の生きている記録です。

「水晶の原子によ原子の成長か収縮は固体物理学の最も基本的な問題の 1 つでが、単一原子の付加か減法は機械のための劇的な結果があることができる nanoscale システムのために特に重要材料の光学、電子の、熱および磁気特性」、言いましたアレックス Zettl この研究を導いた物理学者をです。 「セルが分かれる複雑な機能性の高位構造が」。は展開するので個々の原子を見る機能リアルタイム動かし、原子構成がどのように展開するおよび影響のシステム性質で見られます生物学者と幾分同類であり、か見るために

Zettl は (UC) カリフォルニア大学で彼が (MSD) Nanomechanical 統合されたシステムの中心のディレクターであるところで、バークレーの実験室の物質科学部および物理学部の共同任命をバークレー保持します。 彼あります主著者のペーパー記述しますこの作業ジャーナル科学の 2009 3 月 27 日現われる、問題で。 ペーパーは、 「端の Graphene 資格を与えられます: 安定性および原動力」。 Zettl のこのペーパーを共著して Çaglar Girit、 Jannik マイヤー、ロルフ Erni、マータ Rossell のクリスチャン Kisielowski、李ヤンの Cheol-Hwan 公園、ミハエル Crommie、マーヴィン Cohen およびスティーブン Louie でした。

彼らのペーパーでは、著者は彼らの映画を可能にさせるためのチーム 0.5 の一義的な機能を信じます。 チームは伝達電子によって異常訂正される顕微鏡を意味します。 電子顕微鏡検査 (NCEM) のためのバークレーの実験室の各国用の中心 - 雌ジカの各国用のユーザー機能および電子顕微鏡検査および microcharacterization のための国の首位の中心の最も新しい器械 - チーム 0.5 は単一の水素原子の直径よりより少しの半分のオングストロームの解像度の画像を作り出すことができます。

チーム 0.5 とのこの達成のウーリッヒ Dahmen 前述の NCEM ディレクターは nanomaterials の理解および制御の新しいレベルに、 「端原子の動きのリアルタイムの観察導くことができます。 電子光学校正者および探知器のそれ以上の前進によってそのような観察の感度そして速度を増加することは可能になるかもしれ原子スケールで他の多くの反作用の生きている概観を見始めます」。

観察の格子で鉛筆の先端そして標本を中断することの使用された終わり、 Zettl および彼の同僚を離れた摩擦 graphene は graphene の原始的な六角形カーボン格子に穴をもたらすためにチーム 0.5's 電子ビームからの照射を (80 の kV でセットして下さい) 延長しました。 シートに点へのビームを焦点を合わせることは穴を作成するために露出された炭素原子を吹きます。 穴の端の原子がビームからの電子によって格子から絶えず出されているので穴のサイズは育ちます。 研究者は分析のために炭素原子の穴そして語順換えの成長を示す映画を記録するのに同じチーム 0.5 電子ビームを使用しました。

「隣人を失う原子非常に揮発になり、急速に動かしま、絶えず 1 つの準安定構成からの次に彼ら自身の位置を変えます」、は Zettl を言いました。 「構成が来ては去って行くが、私達は最も安定するジグザグ形構成が見つけました。 それは頻繁にそして私達が肘掛け椅子と」。呼出した他の共通構成より端に沿う長い長さのスケールに発生します、

安定しているはどの原子構成理解は graphene の端を利用する装置の安定性を予測し、制御することへキーの 1 つです。 ジグザグ形構成の強い安定性の発見は特にコンピュータ産業の spintronic 夢のためのニュースを約束しています。

従って graphene の nanoribbons が現在の回転を行なうことができ、 nanosized spintronic 装置のための基礎として役立つことができることを 2 年、 Cohen 共著者および Louie のバークレーの実験室の物質科学の部およびカリフォルニア州立大学バークレー校との共同任命を保持する計算される理論家前に。 、回転の電子の磁界から起こる量の機械特性回して下さい二進法の 0s そして 1s のデータを符号化するのに使用することができる」または 「」の上の方向値をの 「運びます。 Spintronic 装置は - 他の利点の間で - 電流が停止するとデータ記憶が消えないので今日の装置より速くそしてずっと多目的小さく、であると約束します。

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