スマートフォンから複数の機能を実行するマルチクッカーまで、さまざまなデバイスがより便利で、
他の人がコピーできるようにデバイスを構築する計画の概要を説明します。彼らは彼らが持っているツールを変更することができます。新しい機器を購入する必要はもうありません。
Joseph Strossio、NIST研究員
からのスケールでの同時測定ナノメートルからミリメートルまで、デバイスを使用する研究者は、材料の異常な特性のいくつかの原子起源に焦点を合わせることができます。彼らは次世代のコンピューターや通信デバイスに非常に貴重であることが証明できます。
科学者が興味を持っている特性には、抵抗のない電流の流れ、ならびに電気抵抗の量子ジャンプ。これは新しい電気スイッチとして機能します。さらに、研究者は量子ビットを設計するための新しい方法に興味があります-これらは固体量子コンピューターの作成につながる可能性があります。
量子材料の場合、通常は1つ以上の原子的に薄い層から、電子のグループ間の強い量子効果が長距離にわたって持続します。これらの効果は、新しいテクノロジーに使用できるプロパティにつながります。
量子の性質をより正確に研究する材料、科学者は1つのデバイスに3つの精密測定器を組み合わせました。原子間力顕微鏡（AFM）と走査型トンネル顕微鏡（STM）の2つのデバイスが、固体の微視的特性を調べます。同時に、3番目の機器は、磁場の存在下での電流の流れである磁気転移の巨視的な特性を記録します。
デバイスを作成するために、科学者はAFMを開発し、以前のバージョンよりもコンパクトで可動部品が少ない磁気測定デバイス。次に、ツールを既存のSTMと統合しました。
アップ： 検査対象のサンプルを含むプレートとの8つの電気接点を示す、走査型プローブモジュール内のサンプルの写真。中央には、プローブの先端とサンプルでの反射が表示されます。下：原子の配置を示すアルミニウムサンプルの原子間力画像。赤い曲線は、ゼロ電圧電流の存在下でアルミニウム膜が超電導であることを示しています。クレジット：NIS
STMとAFMはどちらも、尖った先端を使用して表面の原子構造を調べます。
アンサンブルは、クライオスタット、デバイス内にインストールされていますこれにより、システムは絶対零度を100分の1度上回ります。この温度では、原子粒子のランダム量子ジッターが最小化され、大規模な量子効果がより顕著になり、測定が容易になります。外部の電気ノイズの影響を受けないスリーインワンのデバイスは、同様のデバイスの以前のセットよりも5〜10倍感度が高くなります。
3つの完全に独立したデバイス-STM、AFM磁気輸送の設置-同じ測定を実行します。それらの動きがサンプリングを妨害し、分析の精度を低下させる可能性があります。個々のフィクスチャーはまた、正確な条件を再現することを困難にする場合があります。たとえば、以前の測定が行われた量子材料の各超薄層間の温度や回転角度などです。
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