Устройствата – от смартфони до мултикукъри – които изпълняват множество функции, често са по-удобни и
Ние описваме нашия план за създаванеустройство за други хора да го копират. Те могат да променят инструментите, които имат; вече няма нужда да купуват ново оборудване.
Джоузеф Страсио, изследовател на NIST
Едновременно извършване на измервания в скала отнанометри до милиметри, изследователите благодарение на устройството могат да се съсредоточат върху атомния произход на някои необичайни свойства на материалите. Те могат да бъдат безценни за компютри от следващо поколение и комуникационни устройства.
Свойствата, от които учените се интересуват, включватпотокът на електрически ток без съпротивление, както и квантови скокове на електрическо съпротивление, които могат да служат като нови електрически превключватели. Освен това изследователите се интересуват от нови методи за проектиране на квантови битове - те могат да доведат до създаването на твърди твърди квантови компютри.
За квантовите материали, които обикновено се състоятот един или повече атомно тънки слоя, на големи разстояния се съхраняват силни квантови ефекти между групи от електрони. Тези ефекти водят до онези свойства, които могат да се използват за нови технологии.
За по-точно изучаване на свойствата на квантоватаматериали, учените комбинираха в един инструмент три прецизни измервателни апарата. Две устройства - микроскоп с атомна сила (AFM) и сканиращ тунелен микроскоп (STM) - изследват микроскопичните свойства на твърдите вещества. В същото време третият инструмент регистрира макроскопичните свойства на магнитния пренос - тока на потока в присъствието на магнитно поле.
За да създадат устройството, учените разработили AFM имагнитно измервателно устройство, което би било по-компактно и би имало по-малко движещи се части, отколкото в предишните версии. След това интегрираха инструментите със съществуващия STM.
До: снимка на проба вътре в модул за сканиране на сондата, показваща осем електрически контакта към плоча, съдържаща проба за изследване. Върхът на сондата и нейното отражение в пробата са видими в центъра. Отдолу: Изображение на атомната сила на алуминиева проба, показваща подредбата на атомите. Червената крива показва, че алуминиевият филм е свръхпроводящ при наличие на електрически ток с нулево напрежение. Предоставено от: NIS
И STM, и AFM използват заострен връх за изследване на атомната структура на повърхностите.
Ансамбълът е инсталиран вътре в криостат, устройство,което охлажда системата до една стотна от градуса над абсолютната нула. При тази температура случайната квантова трептене на атомните частици е сведена до минимум и мащабните квантови ефекти стават по-изразени и по-лесни за измерване. Устройството три в едно, което е защитено от външен електрически шум, също е 5-10 пъти по-чувствително от всеки предишен набор от подобни устройства.
Макар и три напълно независими устройства - STM, AFMи инсталиране на магнитен транспорт - извършват едни и същи измервания, техните движения могат да нарушат вземането на проби и да намалят точността на анализа. Отделните инструменти също могат да затруднят копирането на точни условия. Например, като температура и ъгъл на въртене между всеки свръх тънък слой от квантов материал, при който са направени предишни измервания.
Прочетете също
Оказа се, че накара цивилизацията на маите да напусне градовете си
На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема
Министерството на здравеопазването на Беларус отново промени правилата за лечение на COVID-19. Кой сега ще бъде изпратен в болницата