各自的碳原子伯克利科学家产物第一部实况活动电影在活动的

科幻风扇仍然有另外二个月等待新的星舰奇航记电影,但是实际科学风扇可能现在赴宴他们的眼睛在第一部电影移动沿 graphene 水晶的边缘的碳原子。 假设 graphene - 碳原子单一层状页被安排象网状电线 - 可以把握这个关键到电子工业的远期,此新的科学电影的听众也许也到达巨型炸弹比例。

照片显示一个漏洞的增长和基本边缘重建在 graphene 页。 电子束集中对地点于页吹灭显示的碳原子做这个漏洞。 碳原子然后改变位置自己查找一种稳定的配置。 赊帐: 电子显微镜术国家中心

美国能源部的研究员劳伦斯伯克利国家实验室 (伯克利实验室),与小组 0.5 一起使用,世界的最强大的传输电子显微镜,拍了在改变位置的实时碳原子显示在漏洞边缘附近被猛击到 graphene 页的一部电影。 浏览器可能观察化学键如何中断并且形成,当驱动突然可变的原子查找一种稳定的配置。 这是碳原子动力的第一个活记录在 graphene 的。

“原子由原子增长或收缩水晶是其中一个固态物理学的最根本的问题,但是为甚而一个唯一原子添加或减法可能有机械的严重的结果的 nanoscale 系统是特别重要的,材料的光学,电子,热量和磁性”,说导致此研究的物理学家亚历克斯 Zettl。 “这个能力发现各自的原子移动在实时和发现这种基本配置如何演变和影响系统特性的生物学家是有些如同能注意,因为细胞分开,并且与复杂功能的一个高次结构演变”。

Zettl 在加州大学暂挂与伯克利实验室的 (MSD)材料学分部和物理系的联合预约 (UC) 伯克利,其中他是集成 Nanomechanical 系统的中心的主任。 他是首席作者文件描述此工作出现于日记帐科学的 2009 3月 27日,问题。 标题名为本文, “在边缘的 Graphene : 稳定性和动力”。 合著与 Zettl 的本文是 Çaglar Girit, Jannik 迈尔,罗尔夫 Erni,玛尔塔罗塞尔,基督徒 Kisielowski、李杨, Cheol-Hwan 公园,迈克尔 Crommie,马文科恩和史蒂文 Louie。

在他们的文件,作者相信小组 0.5 的唯一功能使的他们的电影成为可能。 小组代表传输电子变型被更正的显微镜。 最新的仪器在电子显微镜术 (NCEM) 伯克利实验室的国家中心 - 母鹿国家用户设备和电子显微镜术和 microcharacterization 国家(地区) 的首要的中心 - 小组 0.5 能够导致与半埃解决方法的图象,比唯一氢原子的直径是较少。

此成绩的前述 NCEM 主任乌尔里克 Dahmen 与小组 0.5 的, “边缘原子的移动的实时观察可能导致 nanomaterials 了解和控制的一个新的级别。 在电子光学纠正者和探测器的进一步预付款增加区分和速度的这样观察,并且开始发现许多其他回应一张活视图在这个基本缩放比例可能变得可能”。

一个铅笔技巧和暂停这个标本的使用的结尾在观察网格, Zettl 和他的同事的摩擦 graphene 延长从小组 0.5's 电子束的辐照区域 (请设置在 80 kV) 引入漏洞到 graphene 的原始六角碳格子。 集中对地点的射线于页吹灭显示的碳原子创建这个漏洞。 因为在这个漏洞的边缘的原子从这个格子连续抛出由从这条射线的电子这个漏洞的范围增长。 研究员使用同一个小组 0.5 电子束为分析记录显示漏洞和碳原子的重新整理的增长的电影。

“失去他们的邻居的原子变得高度可变,并且迅速地移动,连续改变位置从一种亚稳的配置到下”, Zettl 说。 “虽然配置来来往往,我们查找之字形配置是最稳定的。 它比另一种最公用的配置发生经常和在沿这个边缘的更长的长度缩放比例,我们称扶手椅子”。

了解哪些基本配置是最稳定的是其中一个关键字对预测和控制使用 graphene 边缘设备的稳定性。 在之字形配置的严格的稳定性的发现上特别地承诺计算机行业的 spintronic 梦想的新闻。

二年前,共同执笔者科恩和 Louie,暂挂与伯克利实验室的材料学分部和加州大学伯克利分校的联合预约的理论家,被计算因此 graphene nanoribbons 执行当前空转,并且可能起基本类型作用对于 nanosized spintronic 设备。 空转,出现从一个空转的电子的磁场的数量机械性能,运载可以用于输入在二进位制的 0s 和 1s 的数据的一个定向值或者 “”或 “下来”。 Spintronic 设备比今天设备承诺小,快速地和多才多艺,因为 - 在其他好处中 - 数据存储不消失,当电流终止。

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