Атомами научились управлять поштучно

Атомный переключатель представляет собой молекулу, в которой один из атомов перемещается в пределах двух определенных положений с помощью сфокусированного электронного луча, сообщает EurekAlert. Это первое наноустройство, в котором отдельный атом перемещается по электрическому сигналу извне. Как говорят исследователи, дальнейшее развитие этой технологии позволит создать компьютеры совершенно нового типа.

Разработанная исследователями технология производства наноустройств на полупроводниковых и изолирующих тонких пленках делает возможным конструирование сложных наноэлектронных устройств, выполняющих логические операции с использованием отдельных атомов.

В создании атомного переключателя использовался криогенный сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) с иглообразным кантилевером, позволяющим создавать пучки электронов разных энергий.

Сначала ученые поатомно «собрали» наноустройство - на медной поверхности с помощью зонда СТМ в режиме манипулирования были размещена цепочка атомов кобальта и несколько атомов меди. Далее, тем же зондом, только в другом режиме, на цепочку атомов кобальта ученые посылали пучки электронов, которые приводили к отклонению одного атома кобальта, что позволило говорить о работе атомного ключа.

Чтобы узнать, как долго атом остается на месте переключения, ученые использовали новый тип спектроскопии - "туннельно-шумовую спектроскопию". Этот вид исследований появился в 2004 году, когда было установлено, что при перемещении зондом СТМ с одного места на другое атом издает характерный «шум», что можно определить с помощью того же микроскопа.

Ученые также установили зависимость напряжения между зондом СТМ и подложкой. Так, при напряжении 15-20 милливольт вероятность переключения постоянна, а это говорит о том, что энергии от пучка электронов достаточно для перемещения атома. При более высоких энергиях переключение произойдет быстрее.

#gallery#

По словам ученых, перемещение атома в наносистеме изменяет динамику всего атомного ансамбля. Таким образом, переключениями можно изменять архитектуру самого логического устройства. А это, в свою очередь, может привести к созданию адаптивных и переконфигурируемых компьютеров с «программируемым железом».