羊の群れとしての原子

丸い原子「ペスト」内の原子の自己順序付け

銅原子のパッドに配置されたコバルト原子の楕円体。 電子は、このペンの池で(定在)波のように振る舞います。 ©Max Planck微細構造物理学研究所
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ペンの羊のような原子構造内に電子または原子を閉じ込めることが可能であることが以前から知られていた。 しかし今、物理学者は好奇心を発見しました:原子ゲートが正しい形状を持ち、パッド、温度、およびその他のパラメーターが一致するように調整されている場合、円形ゲート内のランダムに蒸着された原子は規則的な構造に配置されます-あたかも自分で羊を輪にする

数年前から、世界中の一連の研究グループが、特定の材料の表面上の伝導電子、つまり電流を流すために利用できる電子を、特別に植えられた原子によってパターン化することに焦点を合わせてきました。 これは、材料の薄膜の成長に影響を与えることを目的としています。新しい原子(いわゆる吸着原子)がそのような電子構造上で蒸発すると、吸着原子は、材料の電子密度に応じて、電気的引力と反発のために他の領域に付着することを好みます、 したがって、物理学者は、特注の電子密度により、特定の特性を持つ材料の薄膜を作成できることを望んでいます。

「ペン」としてのコバルト原子

ハレのマックス・プランク微細構造物理学研究所の研究者は、スペインのハレ大学およびサンティアゴ・デ・コンポステラの物理学者と共同で、特殊な電子構造の形態を研究しました。 、 伝導電子は、気体または液体と考えることができます。 円形の「Atompferch」では、小さな池の水の波に似た定在波を形成します。

物理学者は、コバルト吸着原子が蒸着されたときに何が起こるかをシミュレートしました。 新しい原子は、囲いの中のコバルト原子およびトラップされた電子と相互作用します。 これにより、エネルギーレベルにわずかな変動が生じますが、これは約10〜20ケルビンの低温でのみ発揮されます。 これらの変動により、吸着原子は高電子密度のサイトに優先的にスリップします。蒸着速度が正しい場合、温度は十分に低く、ペンは十分に高密度です。

原子ラウンドの同心円

コバルト吸着原子は、楕円上の電子池の波に合わせて配置されます。 元素セリウムの原子などの低温でより簡単に移動できる吸着原子と円形の障壁により、研究者はコンピューターの円自体に規則的な構造を作成することさえできました。 彼女が偶然原子動物の群れをペンに入れて、羊が一定の間隔で同心円で支えているかのように。 ディスプレイ

次のステップは、実験のシミュレーションを実証することです。これは、通常の原子間力顕微鏡で可能であり、薄膜製造の新しい道を切り開きます。 、

(MPG、15.11.2006-NPO)