Nauka

Kolorowe kuleczki czyli zabawa atomami

Ostatnia aktualizacja: 03.08.2007 11:51
Rozwój technik manipulacji atomami może doprowadzić do „zejścia” elektroniki ze skali mikro do skali nano.

 

Gdy w 1989 roku naukowcy związani z firmą IBM ułożyli z atomów ksenonu logo swojej firmy stało się jasne, że wykorzystując nowoczesną technologię da się manipulować atomami. Nie istniała jednak do tej pory technika, która pozwalałaby w tym samym czasie rozpoznawać i obserwować pojedyncze atomy. Niedawno dopiero zespoły badaczy z Universidad Autonoma de Madrit oraz Uniwersytetu w Osace znalazły dobrą metodę odróżniania atomów o podobnych właściwościach chemicznych.

Pracownicy IBM posługiwali się skaningowym mikroskopem tunelowym (STM – Scanning Tunneling Microscope), który wykrywa atomy dzięki małemu przepływowi elektronów między sondą mikroskopu a badaną próbką. Metoda ta ma jednak dość poważne ograniczenie – pozwala identyfikować tylko atomy substancji przewodzących prąd elektryczny. Opracowana ostatnio metoda wykorzystuje mikroskop sił atomowych (AFM – Atom Force Microscope), dzięki czemu możliwa stała się identyfikacja atomów o bardzo podobnych własnościach chemicznych oraz zniknęło ograniczenie dotyczące własności elektrycznych – AFM nadaje się także do badania izolatorów i półprzewodników. Międzynarodowa grupa naukowców pod wodzą Rubena Pereza i Oscara Custance zdołała, dzięki tej technice, odróżnić atomy krzemu, cyny i ołowiu. Przy pomocy AFM-u otrzymali oni ziarnisty obraz, na którym atomy poszczególnych pierwiastków oznaczone są sztucznie nadanymi kolorami.

 

W AFM, podobnie jak w gramofonie, niesamowicie cienka igła (grubości rzędu mikrometrów) przymocowana do giętkiego ramienia, poruszając się po próbce, podskakuje, gdy napotyka atomy. Oscylacje te jest wynikiem działania sił przyciągania między krzemem, z którego wykonana jest końcówka igły a atomami na badanej powierzchni. Mierząc częstość oscylacji, można identyfikować atomy, które są ułożone na powierzchni badanej próbki.

 

Wykorzystując AFM, można będzie w przyszłości obserwować reakcje chemiczne w skali pojedynczych atomów. Rozwój technik manipulacji atomami może także doprowadzić do „zejścia” elektroniki ze skali mikro do skali nano, a w konsekwencji do budowania tranzystorów, których działanie opierałoby się na rozmieszczaniu w odpowiedni sposób kilku atomów. Na odcinku równych grubości ludzkiego włosa zmieściłoby się wtedy około 2 tysiące tych urządzeń. Jest więc o co walczyć.

  

Marcin Perzanowski

Zobacz więcej na temat: firma ibm
Czytaj także

O dwóch końcach pedagogiki

Ostatnia aktualizacja: 17.02.2007 15:29
Końcem, a więc celem każdego systemu edukacyjnego powinien być konkretny wychowawczy ideał.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Profesor Józef Pieter - życiorys niebanalny

Ostatnia aktualizacja: 21.02.2009 11:12
Audycja Krzysztofa Michalskiego.
rozwiń zwiń