Устройства — от смартфонов до мультиварок, выполняющие несколько функций, часто более удобны и
Мы описываем наш план по созданию устройства для других людей, чтобы они могли его скопировать. Они могут модифицировать имеющиеся у них инструменты; им больше не нужно покупать новое оборудование.
Джозеф Строссио, исследователь NIST
Jednoczesne wykonywanie pomiarów na wagach odod nanometrów do milimetrów, naukowcy mogą wykorzystać urządzenie, aby skupić się na atomowym pochodzeniu niektórych niezwykłych właściwości materiałów. Mogą okazać się nieocenione dla komputerów i urządzeń komunikacyjnych nowej generacji.
Właściwości, którymi interesują się naukowcy, obejmująprzepływ prądu elektrycznego bez oporu, a także kwantowe skoki oporu elektrycznego, które mogą służyć jako nowe przełączniki elektryczne. Ponadto naukowców interesują nowe metody projektowania bitów kwantowych - mogłyby one doprowadzić do powstania półprzewodnikowych komputerów kwantowych.
W przypadku materiałów kwantowych, które zwykle składają się z plikówz jednej lub więcej warstw cienkich atomowo silne efekty kwantowe między grupami elektronów utrzymują się na dużych odległościach. Efekty te prowadzą do właściwości, które można wykorzystać w nowych technologiach.
Aby dokładniej zbadać właściwości kwantówmateriałów, naukowcy połączyli trzy precyzyjne instrumenty pomiarowe w jednym urządzeniu. Dwa urządzenia - mikroskop sił atomowych (AFM) i skaningowy mikroskop tunelowy (STM) - badają mikroskopowe właściwości ciał stałych. Jednocześnie trzeci instrument rejestruje makroskopowe właściwości transferu magnetycznego - przepływ prądu w obecności pola magnetycznego.
Aby stworzyć urządzenie, naukowcy opracowali AFM imagnetyczne urządzenie pomiarowe, które byłoby bardziej kompaktowe i miało mniej ruchomych części niż poprzednie wersje. Następnie zintegrowali narzędzia z istniejącym STM.
W górę: zdjęcie próbki wewnątrz modułu sondy skanującej przedstawiające osiem styków elektrycznych z płytką zawierającą badaną próbkę. W środku widać końcówkę sondy i jej odbicie w próbce. U dołu: obraz siły atomowej próbki aluminium pokazujący rozmieszczenie atomów. Czerwona krzywa pokazuje, że folia aluminiowa jest nadprzewodnikiem w obecności prądu elektrycznego o zerowym napięciu. Kredyt: NIS
И STM, и AFM используют остроконечный наконечник, чтобы исследовать атомную структуру поверхностей.
Zespół jest zainstalowany wewnątrz kriostatu, urządzeniaco chłodzi system do jednej setnej stopnia powyżej zera bezwzględnego. W tej temperaturze losowe drgania kwantowe cząstek atomowych są zminimalizowane, a efekty kwantowe na dużą skalę stają się wyraźniejsze i łatwiejsze do zmierzenia. Urządzenie trzy w jednym, które jest chronione przed zewnętrznym szumem elektrycznym, jest również 5-10 razy bardziej czułe niż jakikolwiek poprzedni zestaw podobnych urządzeń.
Chociaż trzy całkowicie niezależne urządzenia - STM, AFMoraz instalacja transportu magnetycznego - wykonuj te same pomiary, ich ruchy mogą zakłócać pobieranie próbek i zmniejszać dokładność analizy. Poszczególne mocowania mogą również utrudniać odtworzenie dokładnych warunków. Na przykład takie jak temperatura i kąt obrotu między każdą ultracienką warstwą materiału kwantowego, przy którym wykonywano poprzednie pomiary.
Czytaj także
Okazało się, że cywilizacja Majów opuściła swoje miasta
W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar
Ministerstwo Zdrowia Białorusi ponownie zmieniło zasady leczenia COVID-19. Kto zostanie teraz wysłany do szpitala