Enheder – fra smartphones til multicookers – der udfører flere funktioner er ofte mere praktiske og
Vi beskriver vores plan for at skabeenhed, så andre kan kopiere den. De kan ændre de værktøjer, de har; de behøver ikke længere at købe nyt udstyr.
Joseph Strassio, NIST-forsker
Samtidig måling på skalaer frananometer til millimeter, kan forskere bruge enheden til at fokusere på den atomare oprindelse af nogle af materialernes usædvanlige egenskaber. De kan vise sig at være uvurderlige for næste generations computere og kommunikationsenheder.
Egenskaber, som forskere er interesserede i, inkludererstrømmen af elektrisk strøm uden modstand samt kvantespring af elektrisk modstand, som kan tjene som nye elektriske afbrydere. Derudover er forskere interesserede i nye metoder til at designe kvantebitar - disse kan føre til oprettelse af solid state-kvantecomputere.
For kvantematerialer, som normalt består affra et eller flere atomisk tynde lag, fortsætter stærke kvanteeffekter mellem grupper af elektroner over lange afstande. Disse effekter fører til egenskaber, der kan bruges til nye teknologier.
At studere mere præcist kvanteegenskabermaterialer, har forskere kombineret tre præcise måleinstrumenter i en enhed. To enheder - atomkraftmikroskopet (AFM) og scanningstunnelmikroskopet (STM) - undersøger faststoffers mikroskopiske egenskaber. På samme tid registrerer det tredje instrument de makroskopiske egenskaber ved magnetisk overførsel - strømmen i nærvær af et magnetfelt.
For at oprette enheden har forskere udviklet en AFM ogen magnetisk måleenhed, der ville være mere kompakt og have færre bevægelige dele end tidligere versioner. De integrerede derefter værktøjerne med den eksisterende STM.
Op:fotografi af prøven inde i scanningssondemodulet, der viser de otte elektriske kontakter med pladen, der indeholder prøven, der skal undersøges. I midten kan du se spidsen af sonden og dens refleksion i prøven. Nederst: Atomkraftbillede af en aluminiumprøve, der viser arrangementet af atomer. Den røde kurve viser, at aluminiumsfilmen er superledende i nærvær af en elektrisk strøm uden nul. Kredit: NIS
Både STM og AFM bruger en spids spids til at undersøge overfladernes atomare struktur.
Ensemblet er installeret inde i en kryostat, en enhedsom afkøler systemet til en hundrededel af en grad over det absolutte nul. Ved denne temperatur minimeres den tilfældige kvantejitter af atompartikler, og store kvanteeffekter bliver mere udtalt og lettere at måle. Tre-i-en-enheden, der er beskyttet mod ekstern elektrisk støj, er også 5-10 gange mere følsom end noget tidligere sæt lignende enheder.
Skønt tre fuldstændigt uafhængige enheder - STM, AFMog installation af magnetisk transport - udfør de samme målinger, deres bevægelser kan forstyrre prøvetagningen og reducere nøjagtigheden af analysen. Individuelle inventar kan også gøre det vanskeligt at replikere nøjagtige forhold. For eksempel, såsom temperaturen og rotationsvinklen mellem hvert ultratynde lag af kvantemateriale, ved hvilket tidligere målinger blev taget.
Læs også
Det viste sig, at det gjorde, at maya-civilisationen forlod deres byer
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse
Hvideruslands sundhedsministerium har igen ændret reglerne for behandling af COVID-19. Hvem sendes nu til hospitalet