Ядерный магнитный резонанс впервые сделал возможными неразрушающие исследования наноустройств

Новый революционный инструмент, созданный учеными Университета Шеффилда, позволит исследовать устройства нанометровых масштабов впервые – без их разрушения. Эта установка ЯМР (ядерный магнитный резонанс) была разработана университетским отделом физики и астрономии. По мнению авторов, ее применение может породить новую волну нанотехнологий для сбора солнечной энергии, компьютерной техники, коммуникаций и медицины.

«Разработка требует тщательного структурного анализа для того, чтобы понять, как формируются наноструктуры, и теперь мы можем их конструировать направленно усиливая полезные свойства», – свидетельствует ведущий исследователь проекта, доктор Александр Тартаковский.

Существующие методики структурного анализа, применяемые в разработке новых материалов, являются агрессивными: наноструктура необратимо повреждается в процессе эксперимента. Как результат, важные связи между структурными и электронными или фотонными свойствами, обычно бывают утрачены.

Преодолев это ограничение при помощи ЯМР-зондирования, ученые применили его для изучения полупроводниковых квантовых точек, представляющих большой интерес в перспективе применения в будущих компьютерах с квантовой логикой.

«Результаты наших экспериментов стали полной неожиданностью и изменили наше понимание архитектуры этих наноматериалов, – продолжает Тартаковский. – Мы получили новую информацию о химической композиции квантовых точек и о том, чем расположение атомов в квантовой точке отличается от их позиций в идеальном кристалле. Важно, что многие оптические и магнитные измерения выполнялись на одних и тех же квантовых точках, подвергавшихся ЯМР-зондированию».

Описывающая эти достижения статья «Structural analysis of strained quantum dots using nuclear magnetic resonance», опубликована в журнале Nature Nanotechnology.