Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Nowatorska metoda badania transportu elektronów w nanometrowych obiektach

Recommended Posts

Aby budować mniejsze niż dotąd urządzenia elektroniczne, trzeba umieć zbadać, jak przez obiekty zbudowane z kilku czy kilkudziesięciu atomów przepływa prąd elektryczny. Międzynarodowy zespół – w tym Polacy – opracował metodę badania transportu elektronów w tak niewielkich obiektach.

Jednym z głównych kierunków w rozwoju nowych technologii jest miniaturyzacja. Urządzeń, które mamy nie da się jednak w nieskończoność zmniejszać po prostu zmieniając ich wymiary. W skali atomowej bowiem materiały, z których teraz budujemy urządzenia, będą zmieniać swoje właściwości – każdy atom zaczyna mieć bowiem znaczenie i może dramatycznie zmieniać możliwości układu. Jeśli zatem chcemy mieć coraz mniejsze urządzenia elektroniczne – nanoodpowiedniki tranzystorów, układów scalonych, bramek logicznych itp. – nie ma wyjścia – potrzebne są nowe badania i nowe pomysły.

Do działania wszystkich tych układów potrzebne jest przesyłanie (transport) prądu, a dokładniej – elektronów na bardzo małe odległości, czyli w skali nanometrowej. Międzynarodowy zespół badawczy pokazał właśnie światu, jak badać taki transport ładunków w obiektach o atomowych rozmiarach.

Praca opisująca te badania ukazała się w Nature Communications. Pierwszym autorem i głównym wykonawcą części doświadczalnej pracy jest dr Marek Kolmer z Uniwersytetu Jagiellońskiego, obecnie pracujący w Oak Ridge National Laboratory, a kierownikiem zespołu doświadczalnego – prof. Marek Szymoński z UJ. Badania prowadzono we współpracy z teoretykami z hiszpańskiego Donostia International Physics Center w San Sebastian, Instytutu CEMES/CNRS w Tuluzie oraz Instytutu IMRE w Singapurze.

Dla realizacji pomiarów transportu elektronowego w nanoskali badacze zastosowali tunelowy mikroskop skaningowy (STM) o dwóch niezależnych sondach pomiarowych w postaci niezwykle precyzyjnie „zaostrzonych” igieł ze stopu PtIr. Jednopróbnikowych mikroskopów STM używano dotąd przede wszystkim do tego, by uzyskać obraz struktury elektronowej powierzchni materiałów przewodzących z atomową rozdzielczością.

Badacze pokazują jednak, jak możliwości STM w wersji dwupróbnikowej można poszerzyć o szczegółowe badania transportu elektronów na powierzchni wybranego materiału. W szczególności opisują oni, jak z niebywałą dotąd dokładnością użyć takiego narzędzia do pomiaru przepływu elektronów przez atomowy „nanodrut” naturalnie uformowany na powierzchni odpowiednio spreparowanego kryształu półprzewodnika.

Wykorzystaliśmy atomową precyzję jednopróbnikowych pomiarów STM do wytworzenia kontaktów w eksperymencie wielopróbnikowym – mówi w rozmowie z PAP Marek Kolmer.

Dr Kolmer zapowiada, że z wykorzystaniem nowej metody chce teraz badać transport elektronów w sztucznie wytworzonych układach o atomowo zdefiniowanej strukturze. Naukowiec dodaje, że w tej chwili naukowcy przewidują, że niektóre nanoobiekty mogą przewodzić prąd w jakiś niestandardowy sposób, co jednak jest trudne do bezpośredniej eksperymentalnej weryfikacji.

I tak np. jakiś czas temu zasugerowano, że odpowiednio zaprojektowane nanowstążki grafenowe mogą transportować elektrony o wybranym spinie. W zrozumieniu czy i dlaczego tak się dzieje, pomóc może właśnie zaproponowana przez międzynarodowy zespół technika pomiarowa.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...