Apparaten (van smartphones tot multicookers) die meerdere functies vervullen, zijn vaak handiger en handiger
We beschrijven ons plan om te creërenapparaat zodat andere mensen het kunnen kopiëren. Ze kunnen de tools die ze hebben aanpassen; ze hoeven geen nieuwe apparatuur meer te kopen.
Joseph Strassio, NIST-onderzoeker
Gelijktijdig meten op weegschalen vanafnanometer tot millimeter kunnen onderzoekers die het apparaat gebruiken zich concentreren op de atomaire oorsprong van enkele van de ongebruikelijke eigenschappen van materialen. Ze kunnen van onschatbare waarde blijken te zijn voor de volgende generatie computers en communicatieapparatuur.
Eigenschappen waarin wetenschappers geïnteresseerd zijn, zijn onder meerde stroom van elektrische stroom zonder weerstand, evenals kwantumsprongen van elektrische weerstand, die kunnen dienen als nieuwe elektrische schakelaars. Bovendien zijn onderzoekers geïnteresseerd in nieuwe methoden voor het ontwerpen van kwantumbits - deze zouden kunnen leiden tot het ontstaan van solid-state kwantumcomputers.
Voor kwantummaterialen, die meestal bestaan uitvan een of meer atomair dunne lagen blijven sterke kwantumeffecten tussen groepen elektronen over lange afstanden bestaan. Deze effecten leiden tot eigenschappen die kunnen worden gebruikt voor nieuwe technologieën.
Om de eigenschappen van kwantum nauwkeuriger te bestuderenmaterialen, hebben wetenschappers drie nauwkeurige meetinstrumenten gecombineerd in één apparaat. Twee apparaten, de atomic force microscope (AFM) en de scanning tunneling microscope (STM), onderzoeken de microscopische eigenschappen van vaste stoffen. Tegelijkertijd registreert het derde instrument de macroscopische eigenschappen van magnetische overdracht - de stroom die vloeit in aanwezigheid van een magnetisch veld.
Om het apparaat te maken, hebben wetenschappers een AFM ontwikkeld eneen magnetisch meetapparaat dat compacter zou zijn en minder bewegende delen heeft dan eerdere versies. Vervolgens integreerden ze de tools met de bestaande STM.
Omhoog: foto van het monster in de scansondemodule met acht elektrische contacten met de plaat met het te onderzoeken monster. In het midden zie je de punt van de sonde en zijn reflectie in het monster. Onder: atoomkrachtbeeld van een aluminiummonster met de rangschikking van atomen. De rode curve laat zien dat de aluminiumfilm supergeleidend is in aanwezigheid van een elektrische stroom zonder spanning. Krediet: NIS
Zowel STM als AFM gebruiken een puntige punt om de atomaire structuur van oppervlakken te onderzoeken.
Het ensemble is geïnstalleerd in een cryostaat, een apparaatdie het systeem afkoelt tot een honderdste graad boven het absolute nulpunt. Bij deze temperatuur wordt willekeurige kwantumjitter van atomaire deeltjes geminimaliseerd en worden grootschalige kwantumeffecten meer uitgesproken en gemakkelijker te meten. Het drie-in-één-apparaat, dat is beschermd tegen externe elektrische ruis, is ook 5-10 keer gevoeliger dan alle eerdere vergelijkbare apparaten.
Hoewel drie volledig onafhankelijke apparaten - STM, AFMen installatie van magnetisch transport - voer dezelfde metingen uit, hun bewegingen kunnen de bemonstering verstoren en de nauwkeurigheid van de analyse verminderen. Individuele armaturen kunnen het ook moeilijk maken om exacte omstandigheden te repliceren. Zoals de temperatuur en rotatiehoek tussen elke ultradunne laag kwantummateriaal waarop eerdere metingen zijn gedaan.
Lees ook
Het bleek dat de Maya-beschaving hun steden verliet
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus
Het Ministerie van Volksgezondheid van Wit-Rusland heeft de behandelingsregels voor COVID-19 opnieuw gewijzigd. Die wordt nu naar het ziekenhuis gestuurd