Пристрої - від смартфонів до мультиварок, що виконують кілька функцій, часто зручніші і
Ми описуємо наш план створенняпристрої для інших людей, щоб вони могли його скопіювати. Вони можуть модифікувати наявні в них інструменти; їм більше не потрібно купувати нове обладнання.
Джозеф Строссіо, дослідник NIST
Одночасно проводячи вимірювання в масштабах віднанометрів до міліметрів, дослідники завдяки приладу можуть зосередитися на атомному походження деяких незвичайних властивостей матеріалів. Вони можуть виявитися неоціненними для комп'ютерів нового покоління і пристроїв зв'язку.
Властивості, які цікавлять вчених, включають всебе протікання електричного струму без опору, а також квантові стрибки електричного опору, які можуть служити новими електричними перемикачами. Крім того, дослідники зацікавлені в нових методах проектування квантових бітів - вони можуть привести до створення твердотільних квантових комп'ютерів.
Для квантових матеріалів, які зазвичай складаютьсяз одного або декількох атомно тонких шарів, сильні квантові ефекти між групами електронів зберігаються на великих відстанях. Ці ефекти призводять до тих властивостей, які можуть бути використані для нових технологій.
Щоб більш точно вивчити властивості квантовихматеріалів, вчені об'єднали в одному приладі три точних вимірювальних інструменту. Два пристрої-атомно-силовий мікроскоп (АСМ) і тунельний мікроскоп (СТМ) - досліджують мікроскопічні властивості твердих тіл. У цей же самий час третій інструмент реєструє макроскопічні властивості магнітного перенесення - потік струму в присутності магнітного поля.
Для створення приладу вчені розробили АСМ імагнітно-вимірювальний пристрій, які були б більш компактними і мали менше рухомих частин, ніж в попередніх версіях. Потім вони інтегрували інструменти з існуючим STM.
вгорі:фотографія зразка всередині модуля скануючого зонда, що показує вісім електричних контактів з пластиною, що містить зразок для дослідження. У центрі видно наконечник зонда і його відображення в зразку. Внизу: зображення атомної сили зразка алюмінію, що показує розташування атомів. Червона крива показує, що алюмінієва плівка є сверхпроводящей при наявності електричного струму з нульовим напругою. Надано: NIS
І STM, і AFM використовують гострий наконечник, щоб досліджувати атомну структуру поверхонь.
Ансамбль встановлений всередині кріостату, пристрої,яке охолоджує систему до однієї сотої градуса вище абсолютного нуля. При цій температурі випадковий квантовий джиттер атомних частинок зводиться до мінімуму, і великомасштабні квантові ефекти стають більш вираженими і їх легше вимірювати. Пристрій «три в одному», яке захищене від зовнішніх електричних перешкод, також в 5-10 разів чутливіше, ніж будь-який попередній набір аналогічних приладів.
Хоча три абсолютно незалежні прилади - STM, AFMі установка магнітного транспорту - виконують одні і ті ж вимірювання, їх переміщення можуть порушити вибірку і знизити точність аналізу. Окремі прилади також можуть утруднити копіювання точних умов. Наприклад, таких як температура і кут повороту між кожним ультратонким шаром квантового матеріалу, при якому проводилися попередні вимірювання.
Читати також
З'ясувалося, що змусило цивілізацію майя покинути свої міста
На 3 день хвороби більшість хворих COVID-19 втрачають нюх і часто страждають нежиттю
МОЗ Білорусі знову поміняв правила лікування COVID-19. Кого тепер відправлять до лікарні