Useita toimintoja suorittavat laitteet – älypuhelimista monitoimikeittimiin – ovat usein kätevämpiä ja
Kuvaamme luomissuunnitelmammelaite, jotta muut ihmiset voivat kopioida sen. He voivat muokata käytössään olevia työkaluja; heidän ei enää tarvitse ostaa uusia laitteita.
Joseph Strassio, NIST-tutkija
Mittausten tekeminen samanaikaisesti asteikoista alkaennanometreistä millimetreihin laitetta käyttävät tutkijat voivat keskittyä joidenkin materiaalien epätavallisten ominaisuuksien atomiin. Ne voivat osoittautua korvaamattomiksi seuraavan sukupolven tietokoneille ja viestintälaitteille.
Tutkijat ovat kiinnostuneita ominaisuuksistasähkövirran virta ilman vastusta sekä sähkövastuksen kvanttihypyt, jotka voivat toimia uusina sähkökytkiminä. Lisäksi tutkijat ovat kiinnostuneita uusista menetelmistä kvanttibittien suunnittelussa - ne voivat johtaa kiinteän tilan kvanttitietokoneiden luomiseen.
Kvanttimateriaaleille, jotka yleensä koostuvatyhdestä tai useammasta atomiohuesta kerroksesta, elektroniryhmien väliset voimakkaat kvanttiefektit jatkuvat pitkiä matkoja. Nämä vaikutukset johtavat ominaisuuksiin, joita voidaan käyttää uusissa tekniikoissa.
Tutkia tarkemmin kvantin ominaisuuksiatutkijat ovat yhdistäneet kolme tarkkaa mittauslaitetta yhteen laitteeseen. Kaksi laitetta - atomivoimamikroskooppi (AFM) ja skannaava tunnelointimikroskooppi (STM) - tutkivat kiintoaineiden mikroskooppisia ominaisuuksia. Samanaikaisesti kolmas instrumentti rekisteröi magneettisen siirron makroskooppiset ominaisuudet - virran virtauksen magneettikentän läsnä ollessa.
Laitteen luomiseksi tutkijat ovat kehittäneet AFM: n jamagneettinen mittalaite, joka olisi pienempi ja vähemmän liikkuvia osia kuin edelliset versiot. Sitten he integroivat työkalut olemassa olevaan STM: ään.
Ylös:valokuva näytteestä skannausanturimoduulin sisällä, jossa on kahdeksan sähköistä kosketusta tutkittavan näytteen sisältävän levyn kanssa. Keskellä näet koettimen kärjen ja sen heijastuksen näytteessä. Alaosa: Alumiininäytteen atomivoimakuva, josta näkyy atomien järjestely. Punainen käyrä osoittaa, että alumiinikalvo on suprajohtavaa nollajännitteisen sähkövirran läsnä ollessa. Luotto: NIS
Sekä STM että AFM käyttävät terävää kärkeä pintojen atomirakenteen tutkimiseen.
Kokonaisuus asennetaan kryostaatin, laitteen sisällemikä jäähdyttää järjestelmän sadasosaan absoluuttisen nollan yläpuolelle. Tässä lämpötilassa atomihiukkasten satunnainen kvanttivärinä minimoidaan ja laajamittaiset kvanttiefektit tulevat voimakkaammiksi ja helpommin mitattaviksi. Kolme yhdessä -laite, joka on suojattu ulkoiselta sähkömelulta, on myös 5-10 kertaa herkempi kuin mikään edellinen vastaavien laitteiden sarja.
Vaikka kolme täysin itsenäistä laitetta - STM, AFMja magneettisen kuljetuksen asennus - tee samat mittaukset, niiden liikkeet voivat häiritä näytteenottoa ja vähentää analyysin tarkkuutta. Yksittäiset kalusteet voivat myös vaikeuttaa tarkkojen olosuhteiden toistamista. Esimerkiksi lämpötila ja kiertokulma jokaisen ultrakerroksen kvanttimateriaalikerroksen välillä, jossa edelliset mittaukset tehtiin.
Lue myös
Kävi ilmi, että Mayan sivilisaatio jätti kaupunkejaan
Sairauspäivänä 3 useimmat COVID-19-potilaat menettävät hajuaistunsa ja kärsivät usein nenästä
Valkovenäjän terveysministeriö on jälleen muuttanut COVID-19: n hoitosääntöjä. Kuka nyt lähetetään sairaalaan