Enheter – från smartphones till multicookers – som utför flera funktioner är ofta mer bekväma och
Vi beskriver vår plan att skapaenhet så att andra kan kopiera den. De kan modifiera de verktyg de har; de behöver inte längre köpa ny utrustning.
Joseph Strassio, NIST-forskare
Samtidigt ta mätningar på skalor frånnanometer till millimeter, kan forskare använda enheten för att fokusera på atomursprunget för några av de ovanliga egenskaperna hos material. De kan visa sig vara ovärderliga för nästa generations datorer och kommunikationsenheter.
Egenskaper som forskare är intresserade av inkluderarflödet av elektrisk ström utan motstånd, liksom kvanthopp av elektrisk motstånd, som kan fungera som nya elektriska brytare. Dessutom är forskare intresserade av nya metoder för att designa kvantbitar - dessa kan leda till skapandet av kvantdatorer i solid state.
För kvantmaterial, som vanligtvis består avfrån ett eller flera atomärt tunna lager, kvarstår starka kvanteffekter mellan elektrongrupper över långa avstånd. Dessa effekter leder till egenskaper som kan användas för ny teknik.
Att studera mer exakt kvantens egenskapermaterial har forskare kombinerat tre exakta mätinstrument i en enhet. Två enheter - atomkraftsmikroskopet (AFM) och skanningstunnelmikroskopet (STM) - undersöker de fasta ämnens mikroskopiska egenskaper. Samtidigt registrerar det tredje instrumentet de makroskopiska egenskaperna hos magnetisk överföring - strömflödet i närvaro av ett magnetfält.
För att skapa enheten har forskare utvecklat en AFM ochen magnetisk mätanordning som skulle vara mer kompakt och ha färre rörliga delar än tidigare versioner. De integrerade sedan verktygen med befintlig STM.
Upp:fotografi av provet inuti avsökningssondmodulen som visar åtta elektriska kontakter med plattan som innehåller provet som ska undersökas. I mitten kan du se sondens spets och dess reflektion i provet. Nederst: Atomkraftbild av ett aluminiumprov som visar arrangemanget av atomer. Den röda kurvan visar att aluminiumfilmen supraledar i närvaro av en nollspänningsström. Kredit: NIS
Både STM och AFM använder en spetsig spets för att undersöka ytornas atomära struktur.
Ensemblen är installerad i en kryostat, en enhetvilket kyler systemet till en hundradels grad över absolut noll. Vid denna temperatur minimeras slumpmässig kvantritning av atompartiklar och storskaliga kvanteffekter blir mer uttalade och lättare att mäta. Tre-i-ett-enheten, som är skyddad från externt elektrisk buller, är också 5-10 gånger känsligare än någon tidigare uppsättning liknande enheter.
Även om tre helt oberoende enheter - STM, AFMoch installation av magnetisk transport - utför samma mätningar, deras rörelser kan störa provtagningen och minska analysens noggrannhet. Enskilda fixturer kan också göra det svårt att replikera exakta förhållanden. Till exempel, såsom temperaturen och rotationsvinkeln mellan varje ultratunna lager av kvantmaterial vid vilket tidigare mätningar togs.
Läs också
Det visade sig att den Maya-civilisationen lämnade sina städer
På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa
Vitrysslands hälsoministerium har återigen ändrat reglerna för behandling av COVID-19. Vem kommer nu att skickas till sjukhuset