`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

«Атомный коллапс» в графене

+22
голоса

Исследователи из США и Соединенного Королевства наблюдали «атомный коллапс» в графене – новый тип поведения электронов, предсказанный почти 70 лет назад в рамках релятивистской квантовой электродинамики, но никогда прежде не наблюдаемый экспериментально.

Это «экзотическое» явление поможет ученым понять, как дефекты и примеси ведут себя в графене, что может оказаться важным при разработке будущих наномасштабных устройств.

В «нормальном» атоме электроны занимают так называемые стационарные боровские орбитали. Однако много лет назад было предсказано, что если заряд атомного ядра увеличить до очень большой величины, то электроны начнут приближаться к ядру по спирали, а затем снова удаляться. У таких электронов есть вероятность покинуть атом и стать свободными. Это явление и называется «атомным коллапсом».

Состояние атомного коллапса важно по нескольким причинам. Прежде всего, оно было предсказано теорией, так что его экспериментальное подтверждение поможет лучше ее понять. Далее, атомный коллапс говорит нам, что случится, если будет создан атом с очень большим зарядом ядра. Наконец, состояние коллапса обеспечит точную информацию о том, как электроны в графене будут вести себя на очень малых масштабах длины (около 10 нм) вблизи высококонцентрированного электростатического заряда. Эта информация является крайне важной для изготовления наноустройств, в которых заряженные примеси и/или близко расположенные электроды вентилей используются для управления поведением электронов.

Команда, возглавляемая Майком Кромми (Mike Crommie) из Калифорнийского университета (Беркли), смогла наблюдать на сканирующем туннельном микроскопе атомный коллапс в графене с помощью искусственно созданного суперкритического ядра. Исследователи создали его посредством напрыскивания атомов кальция на поверхность графенового полевого транзистора и затем слегка подогревая устройство, чтобы атомы кальция на поверхности образовывали пары, или димеры, которыми легче по сравнению с мономерами манипулировать с помощью зонда микроскопа. Затем они собрали димеры в небольшие кластеры, которые вели себя подобно искусственным ядрам.

«Каждый заряд димера кальция в таком кластере играет ту же роль, что и протон в обычных атомных ядрах, - объяснил д-р Кромми. - С помощью СТМ нам удалось прямо отобразить поведение электронов в окрестности ядер, так как мы последовательно увеличивали заряд ядра вплоть до суперкритического предела (где еще не происходил атомный коллапс) и выше предела (где атомный коллапс имел место). Сигнатурой атомного коллапса в наших экспериментах является специальное состояние электрона, которое мы видим как специфическую энергию, называемую точкой Дирака. Состояние атомного коллапса имеет пространственные и энергетические характеристики, которые предсказаны релятивистской квантовой электродинамикой, и наши экспериментальные наблюдения хорошо совпадают с этими предсказаниями».

Данная работа важна для производства будущих графеновых устройств, которые имеют масштабы порядка 10 нм, где особенности атомного коллапса становятся весьма существенными. В таких устройствах единичный дефект или заряженная примесь могут оказать огромное влияние на поведение устройства, и эти дефекты и примеси могут специально вноситься на определенные места для получения нужного эффекта.

«Атомный коллапс» в графене

Д-р Майк Кромми в лаборатории

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT