Амперметр поставил финальный рекорд

Ученым обычно трудно уловить движения отдельных электронов. Однако изучение электронного транспорта – одна из важнейших задач наноэлектроники, молекулярной биофизики и биохимии.

Обычно при «слежении» за отдельным электроном, он может поглотиться самим измеряющим устройством. Также электрон может отразиться от приемника и поступить обратно в устройство, из которого он вышел. Эту проблему ученые называют "backscatter problem". До сегодняшнего дня не было надежных инструментов по изучению электронного транспорта с точностью, позволяющей детектировать отдельные электроны.

Однако японским ученым из Токийского Технологического института, сообщает Nanotechweb, удалось преодолеть проблему рассеивания и создать самый точный на сегодняшний день амперметр.

Тошимаса Фуджисава и его команда использовали оригинальный подход для того, чтобы как можно «крепче» поймать электрон. Они создали устройство из двух последовательно соединенных квантовых точек, связанными с одной стороны с источником, а с другой – с приемником электронов. Благодаря «трехмерной» структуре квантовых точек можно наблюдать, рассеиваются электроны или нет, а затем уже делать выводы.

Но, в основном, благодаря свойствам квантовых точек, в амперметре электроны путешествуют с помощью механизма туннельного эффекта от одной квантовой точке у другой.

Кроме «слежения» за отдельными электронами, амперметр может измерять с высокой точностью протекающий через него ток (правда, в определенных пределах).

Действенность устройства была доказана измерениями, проводимыми на одноэлектронном транзисторе. Границы измерений были довольно широки: от нескольких аттоампер до десятков (1 аттоампер - 10^-18 ампер). Эти измерения были наиболее точными измерениями тока, проведенными во всем мире вообще. При этом уровень «шума» амперметра был ниже на три порядка, чем у существующих подобных устройств.

#gallery#

Как предполагает Фуджисава, его наноустройство позволит глубже изучить транспорт электронов в биологических наноструктурах. Также сверхточный амперметр пригодится и в наноэлектронике.

Также Фуджисава отметил возможность о создании на базе амперметра сверхчувствительного детектора света и магнитных полей.