התקנים - מסמארטפונים ועד כיריים מרובי בישול - המבצעים פונקציות מרובות לרוב נוחים יותר ו
אנו מתארים את התוכנית שלנו ליצורמכשיר שאנשים אחרים יוכלו להעתיק אותו. הם יכולים לשנות את הכלים שיש להם; הם כבר לא צריכים לקנות ציוד חדש.
ג'וזף שטראסיו, חוקר NIST
במקביל מדידות על מאזניים מננומטרים למילימטרים, החוקרים יכולים להשתמש במכשיר כדי להתמקד במקור האטומי של כמה מהתכונות החריגות של החומרים. הם יכולים להוכיח ערך רב למחשבי הדור הבא ומכשירי התקשורת.
נכסים שמדענים מעוניינים בהם כולליםזרימת הזרם החשמלי ללא התנגדות, כמו גם קפיצות קוונטיות של התנגדות חשמלית, שיכולות לשמש מתגים חשמליים חדשים. בנוסף, החוקרים מעוניינים בשיטות חדשות לתכנון ביטים קוונטיים - אלה עלולים להוביל ליצירת מחשבים קוונטיים במצב מוצק.
עבור חומרים קוונטיים, שבדרך כלל מורכבים ממשכבה דקה אטומית אחת או יותר, השפעות קוונטיות חזקות בין קבוצות אלקטרונים נמשכות למרחקים ארוכים. השפעות אלה מובילות למאפיינים שניתן להשתמש בהם לטכנולוגיות חדשות.
כדי ללמוד באופן מדויק יותר את תכונות הקוונטיםחומרים, מדענים שילבו שלושה מכשירי מדידה מדויקים במכשיר אחד. שני מכשירים - מיקרוסקופ כוח האטום (AFM) ומיקרוסקופ המנהור הסורק (STM) - חקור את התכונות המיקרוסקופיות של מוצקים. במקביל, המכשיר השלישי רושם את המאפיינים המקרוסקופיים של העברה מגנטית - הזרימה הנוכחית בנוכחות שדה מגנטי.
כדי ליצור את המכשיר, מדענים פיתחו AFM ו-מכשיר מדידה מגנטי שיהיה קומפקטי יותר ויהיה בו פחות חלקים נעים מגרסאות קודמות. לאחר מכן שילבו את הכלים ב- STM הקיים.
לְמַעלָה: фотография образца внутри модуля сканирующего зонда, показывающая восемь электрических контактов с пластиной, содержащей образец для исследования. В центре виден наконечник зонда и его отражение в образце. Внизу: изображение атомной силы образца алюминия, показывающее расположение атомов. Красная кривая показывает, что алюминиевая пленка является сверхпроводящей при наличии электрического тока с нулевым напряжением. Предоставлено: NIS
גם STM וגם AFM משתמשים בקצה מחודד כדי לחקור את המבנה האטומי של משטחים.
ההרכב מותקן בתוך קריוסטט, מכשירשמקרר את המערכת למאה תואר מעל האפס המוחלט. בטמפרטורה זו מצטמצמים את התסיסה הקוונטית האקראית של חלקיקי האטום, והשפעות קוונטיות בקנה מידה גדול הופכות לבולטות יותר וקלות יותר למדידה. מכשיר השלושה באחד, החוסן מרעש חשמלי חיצוני, הוא גם רגיש פי 5-10 מכל קבוצה קודמת של מכשירים דומים.
אמנם שלושה מכשירים עצמאיים לחלוטין - STM, AFMוהתקנת הובלה מגנטית - בצע את אותן המדידות, תנועותיהן יכולות להפריע לדגימה ולהפחית את דיוק הניתוח. אביזרים נפרדים יכולים גם להקשות על שכפול התנאים המדויקים. לדוגמא, כמו הטמפרטורה וזווית הסיבוב בין כל שכבה אולטרה-דקה של חומר קוונטי בו נעשו מדידות קודמות.
קרא גם
התברר שגרם לתרבות המאיה לעזוב את עריהם
ביום המחלה השלישי, רוב החולים ב- COVID-19 מאבדים את חוש הריח שלהם ולעיתים קרובות סובלים מנזלת
משרד הבריאות של בלארוס שינה שוב את כללי הטיפול ב- COVID-19. מי יישלח כעת לבית החולים