دانشمندان هلندي روشي ابداع کردهاند که به وسيلة آن ميتوان ابزار مکانيکي اتم مقياسي را که شامل دو بخش بوده و هر بخش تنها از دو اتم تشکيل يافته است از طريق يک سيگنال الکتريکي خارجي کنترل کرد. به گزارش سرويس فناوري ايسنا، با اين روش، ابزار مذکور پايدار مانده، ميتوانند وظايف مختلفي را اجرا کند. در نمايي ساده، اين روش شبيه به بازي پينبال است و دو بخشِ ابزار همانند کفههاي بازي پينبال عمل ميکنند.
اجزاي مختلف نانوماشينها، ساختارهاي اتمي يا مولکولياي هستند که براي انجام وظيفة خاصي طراحي شدهاند و وقتي در يک مجموعه قرار ميگيرند، يک عملکرد پيچيده را اجرا ميکنند.
اين ماشينها با کوچکترسازي مقياس فرايندهاي ساخت ماشينهاي بزرگ مقياس، قابل ساخت نيستند؛ بهعنوان مثال در تراشههاي رايانهيي، اثرات همدوسي و اندازة کوانتومي، ميدانهاي الکتريکي قوي که به از کار افتادگي شديد ديالکتريک ميانجامند، مشکلات اتلاف حرارت در ساختارهاي بسيار فشرده و نزديک به هم و عيبهاي تک اتمي مانع از کوچکترسازي مقياس فرايندهاي کنوني ساخت تراشهها ميشوند.
اين روش را دکتر هارولد زندليت استادي در دانشگاه توين هلند و گروهش ابداع كردهاند.
وي دربارة اين کشف گفت: «ما حرکت تحريکشده و کنترلشدة يک ابزار مکانيکي اتممقياس را به نمايش کشيدهايم.» وي با اشاره به اينکه ابزار مذکور، قابليت حرکت در چند مد ديناميکي را دارد، افزود:«کشف ما پيشرفتي مهم در زمينة مهندسي اتممقياس است؛ زيرا اين کشف نشان داد که حتي در ابعاد چنداتمي نيز ميتوان ابزاري ساخت که تنها با يک تحريک خارجي حرکت کند.»
وي با اشاره به تصادفي بودن اين کشف گفت:«هدف اولية ما مطالعة خصوصيات فيزيکي زنجيرههاي اتمي دوبخشي خود مرتبشونده بود».
اجزاي سازندة بنيادي ساختار مورد بررسي، يک جفت از اتمهاي پلاتين(که يک ديمر ناميده ميشوند) هستند و بر روي يک سطح ژرمانيومي قرار گرفتهاند.
زندليت توضيح داد که برخلاف يک تکاتم، يک ديمر قادر است تا يک مد دوراني نيز داشته باشد؛ بنابراين به کمک آن ميتوان به آرايشهاي(غالباً همانرژي) بيشتري دست پيدا کرد. اين گروه پس از آزمايشهاي دقيق دريافتند که يکي از اتمهاي اين جفت همانند يک محور عمل کرده و ديگري(همانند يک کفة پينبال) به جلو و عقب ميرود.
آنها دريافتند که اين اتفاق تنها زماني رخ ميدهد که اين جفت، تحت تابش الکترونهاي يک STM قرار ميگيرد و اينکه افزايش توان جريان، فرکانس بالاپايين شدن اتم را افزايش ميدهد.
زندليت گفت:« از بين يک ميليارد الکترون که بين نوک STM و ماشين پينبال ما تونلزني ميکنند، تنها يک الکترون، موجب حرکت ديمر ميشود. تحليل ما نشان ميدهد که اين فرايند تکالکتروني کاملاً اتفاقي است.»
به گزارش ستاد ويژه توسعه فنآوري نانو، اين دانشمندان در توضيح اين پديده ميگويند که احتمالاً اتم زيرلايهاي موجود در زير دو اتمِ چرخنده، با يک اتم متفاوت جايگزين ميشود و به تبع آن، پيوند بين ديمرها با زيرلايه تضعيف شده و ديمرها با يک جابهجايي يکطرفه به اتمهاي مجاور در زيرلايه متصل ميشوند؛ البته استفاده از STM، يک راه پيچيده براي اعمال سيگنال خارجي است و در صورت اعمال ولتاژ به اتصالات خارجي و کنترل فرکانسِ بالا پايين شدن به وسيلة آن، روش مذکور سادهتر خواهد شد.
نتايج اين تحقيق در نشرية Nano Letters به چاپ رسيدهاست.
انتهاي پيام
