Os átomos se movem com Scanning Tunneling Microscope (STM)

Para alcançar a visão bottom-up da nanotecnologia (a capacidade de construir materiais através da manipulação de átomos) envolve mover átomos e moléculas para localizações precisas. o STM (microscópio de corrente de tunelamento) tem a capacidade de se mover em torno de átomos sobre uma superfície.

Uma dica STM estreita-se a uma ponta afiada, o ideal é composto de apenas um único átomo. Quando a ponta é apresentado muito perto da superfície da amostra, com apenas cerca de um intervalo de 1 nm, uma corrente eléctrica (denominada a corrente de penetração) ocorre entre a ponta do STM e a amostra. A quantidade de tunelamento aumenta atuais como a diferença entre a ponta e as diminuições de superfície.

Esta alteração na corrente de penetração gera uma imagem topográfica da superfície. Se a ponta de STM, uma vez que varre ao longo da superfície da amostra, encontra um átomo de sentado sobre a superfície, a distância diminui e a corrente de penetração sobe.

Porque a ponta ea amostra não têm contato físico, os elétrons têm de túnel em toda a diferença entre a ponta ea amostra para produzir uma corrente elétrica. As regras da mecânica quântica, que regem o comportamento das partículas subatômicas, aplicam-se quando se trabalha neste pequena escala, que é por isso que este movimento de elétrons através de uma abertura é chamado tunelamento quântico.

Então, exatamente como faz um átomos STM movimento? Um físico chamado Johannes van der Waals descobriu uma das forças mais fracas que atua sobre as moléculas e átomos. Esta van der Waals vigor permite que o STM para mover átomos ao redor.

Para mover um átomo, em particular a um ponto diferente na superfície de uma amostra, a posicionar a ponta do STM acima do átomo. Você, então, diminuir a ponta até o ponto em que a van der Waals força é forte o suficiente para fazer a vara átomo para outro átomo no final da ponta do STM, quando ele é movido ultimamente.

Após o STM move o átomo para o local desejado, você levanta a ponta STM e o átomo permanece no lugar. Alguma alma diligente no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) tentei isso com átomos de cobalto sobre uma superfície de cobre, movendo-se os átomos de cobalto para formar o logotipo NIST.