science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2018
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 1634
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2014-01-28 16:50:33, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | ТЕХНОЛОГИИ

Возможность визуализации электронной структуры отдельного атома с резрешением на уровне отдельных орбиталей электронов

Современные нанотехнологии невозможны без точнейшего исследовательского оборудования, позволяющего проникать внутрь структуры вещества и «видеть» отдельные атомы. Один из мощнейших инструментов подобного рода появился в 1980-е годы: именно тогда был создан сканирующий туннельный микроскоп, позволивший визуализировать атомы на поверхности тел. А уже в 1986 году за это изобретение сотрудникам Исследовательского центра компании IBM в Цюрихе Герду Биннигу и Генриху Рореру была присуждена Нобелевская премия по физике.

Дальнейшие успехи сканирующей туннельной микроскопии связаны с разработкой и развитием новых методик, позволяющих углубленно изучать свойства отдельных атомов и молекул, а также с улучшением пространственного разрешения СТМ. И в этой области российские ученые оказались среди лидеров. Совсем недавно исследователи из лаборатории спектроскопии поверхности полупроводников Института физики твердого тела РАН (ИФТТ РАН) «пробили путь» уже внутрь атома: они предложили метод подготовки вольфрамовых зондов для сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) пикометрового (1 пикометр = 0,001 нм) разрешения, позволяющих получать изображения отдельных орбиталей электронов. Их статья опубликована в престижном журнале Scientific Reports (Nature Publishing Group).).

Работу сканирующего туннельного микроскопа, использующего квантовый эффект туннелирования электронов, можно описать как «прощупывание» поверхности твердого тела. Очень тонкая игла-зонд (толщиной в один атом) перемещается над поверхностью изучаемого объекта на расстоянии, порядка одного нанометра. При таких малых расстояниях электроны туннелируют, то есть, преодолевают вакуумный барьер и между зондом и поверхностью образца возникает ток. По величине изменения туннельного тока при перемещении зонда вдоль поверхности рельеф её исследуется как бы «на ощупь».

Разрешение, экспериментально продемонстрированное в работе ученых ИФТТ, было достигнуто на сканирующем туннельном микроскопе, разработанном исключительно российскими исследователями. Прототип прибора был создан С.Л. Прядкиным с коллегами в ИФТТ РАН, а окончательный вариант сверхвысоковакуумного микроскопа – GPI-300 появился благодаря группе К.Н. Ельцова из ИОФ РАН. Энтузиасты работали над созданием прибора в 1990-е годы, в эпоху перемен и недофинансирования российской науки. Поддержку им оказывал тогдашний руководитель ИОФ РАН, Нобелевский лауреат 1964 года по физике Александр Михайлович Прохоров.

В своей работе, опубликованной в Scientific Reports, исследователи показали возможность визуализации электронной структуры отдельного атома (см. фото). Уникальное разрешение достигнуто на уровне отдельных орбиталей электронов в атоме, чего раньше не получалось даже на сканирующих туннельных микроскопах, работающих при сверхнизких температурах.

Электронная структура атома вольфрама на острие зонда. Изменение расстояния между атомом вольфрама на острие зонда и атомом углерода поверхности графита позволяет «прощупывать» различные орбитали электронов в атоме вольфрама. Изображения получены Александром Чайкой в ИФТТ РАН на микроскопе GPI-300. Указаны масштабы по горизонтали и вертикали – 30 пикометра (0,03 нм)

«Первый раз такое разрешение мы получили в начале 2009 года, рассказывает Александр Чайка, старший научный сотрудник лаборатории спектроскопии поверхности полупроводников ИФТТ РАН, – а статью с изображением атомных орбиталей вольфрама удалось опубликовать только в декабре 2010 года, после того как она была отклонена в пяти журналах – были и сомнения в воспроизводимости эксперимента, и неприятие нашей трактовки полученных результатов, и неверие в возможность достижения высокого разрешения при комнатной температуре. Мы были вынуждены проделать огромную техническую работу, несколько раз воспроизвести эксперимент и показать, какими зондами снимались орбитали, чтобы убедить научную общественность в достоверности наших данных. Надеюсь, последняя статья, на сайте Nature, должна снять вопросы оппонентов».

Это не первая публикация авторов по орбитальному разрешению в СТМ. В 2007 году была опубликована статья в Phys. Rev. Letters, но именно в работе с вольфрамовой иглой впервые экспериментально было показано, как меняется электронная структура атомов при образовании связей между ними и как можно контролировать процесс «прощупывания» атомных орбиталей. Эта работа важна, в первую очередь, как методика для получения стабильно высокого разрешения в СТМ и определения химической природы отдельных атомов на поверхности образца.

Высокое разрешение с помощью монокристаллических вольфрамовых зондов было получено при исследовании разных систем, представляющих интерес для науки и технологий: Si(557), GaTe, графен/SiC(001). В частности, в последней работе авторы экспериментально наблюдали случайные деформации углеродных связей пикометрового масштаба в графене. На данный момент, такое разрешение – рекорд для СТМ. Именно оно позволило определить структуру и свойства графена, выращенного авторами на экономичной кремниевой подложке Si(001), используемой в современной электронике. Это показывает важность улучшения разрешения сканирующих зондовых микроскопов для развития технологий атомного масштаба.

Исследования российских ученых выполнены при поддержке Программ Российской Академии Наук (2004–2013 гг.), РФФИ и Европейской рамочной программы FP7.


strf.ru



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Физики впервые сделали зеркало из оптической материи
Физики ЦЕРНа разработали и успешно проверили новую методику получения простейших атомов антиматерии
Российскими учёными представлен собственный метод трассирования частиц
Физики научили электрический разряд делать нанопорошки
Созданы самые быстрые на сегодняшний день органические транзисторы

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи!





Контакты Главная | Поиск


Администрация журнала не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. При полном или частичном использовании материалов ссылка на physics.com.ua обязательна.
Главный редактор - к.ф.-м.н., н.с. ДонФТИ им. А.А. Галкина НАН Украины, Рассолов С.Г.
Администратор и модератор сайта - Дегтярчук С.В.
Copyleft © Physics.com.ua 2004 - 2018
Хостинг - Брущенко А.
Development programilla.com