манипуляция атомами


манипуляция атомами
Термин
манипуляция атомами
Термин на английском
atomic manipulations
Синонимы
Аббревиатуры
Связанные термины
атомно-силовая микроскопия, "квантовый загон", оптический пинцет, сканирующая туннельная микроскопия, сканирующая зондовая микроскопия
Определение
направленное перемещение и позиционирование атомов в пространстве
Описание

Идеальный процесс создания наноструктур - это сборка атом за атомом, как предлагал Ричард Фейнман (Richard Feynman) в своей пророческой статье 1960 года [1]. С развитием сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) эта фантастическая перспектива стала реальностью. В настоящее время среди различных подходов СЗМ показала себя, как наиболее простой и удобный метод манипулирования атомами. Дополнительное достоинство СЗМ - это то, что его можно использовать не только как исследовательский прибор, но и как инструмент для воздействия на атомы поверхности. Используя межатомные силы между «последним» атомом иглы и атомом на поверхности, а также электростатические силы, действующие со стороны иглы на поверхность, или же токи высокой плотности, можно цеплять атомы к игле, перемещать их по поверхности в нужное место, удалять ненужные, осаждать дополнительные атомы с иглы. Итак, для атомных манипуляций и наблюдения служит один и тот же прибор: можно сначала осмотреть поверхность, выбрать объект для манипуляций, произвести их, а затем проверить результат.

Возможность таких атомных манипуляций была впервые продемонстрирована в 1989 г. группой американского физика Д.Эйглера (см. «квантовый загон»).

Другим инструментом для манипулирования атомами является лазерная ловушка (оптическая ловушка) и ее усовершенствованный вариант магнито-оптическая ловушка. Поскольку свет представляет собой высокочастотное электрическое и магнитное поле, сфокусированный лазерный пучок создает переменное электрическое поле с локальным максимумом. Когда это поле взаимодействует с атомом, оно изменяет распределение электронов вокруг атома и индуцирует в нем электрический дипольный момент. Такой атом будет притягиваться в область локального максимума электрического поля лазерного луча. Другая сила, действующая на атомы в луче лазера – давление света, поскольку атомы, поглощая фотоны, приобретают их импульс и начинают рассеиваться. Для минимизации рассеяния частота излучения лазера должна быть ниже частоты, при которой атомы поглощают фотоны. С помощью лазерных ловушек удалось удерживать атомы испаренных веществ, которые движутся при комнатной температуре со сверхзвуковой скоростью, практически в неподвижном состоянии, т.е. снижать их температуру почти до абсолютного нуля. Это позволило более детально изучать внутреннее строение атомов, и создавать прецизионные атомные часы. За исследования в области охлаждения и улавливания атомов с использованием лазерных технологий Стивен Чу, Клод Коэн-Таннуджи и Уильям Филлипс были удостоены Нобелевской премии по физике за 1997 год. В настоящее время лазерные ловушки и лазерные пинцеты также широко применяются в биологических исследованиях, в частности, для изучения механических характеристик биологических наномоторов.

Авторы
  • Ширинский Владимир Павлович, д.б.н.
  • Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Feynman R.P. There's plenty of room at the bottom // Eng. and Sci. (Calif. Inst. Technol.). 1960. Vol. 23, N 2. P. 22-29
  2. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.
  3. Chu S. Laser Trapping of Neutral Particles / Scientific American, 2008 URL: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=steven-chu-laser-trapping-of-neutral&page=7 (Дата обращения: 06.11.2009)
Иллюстрации

Используя межатомные силы между «последним» атомом иглы и атомом на поверхности, а также электростатические силы, действующие со стороны иглы на поверхность, или же токи высокой плотности, можно цеплять атомы к игле, перемещать их по поверхности в нужное место, удалять ненужные, осаждать дополнительные атомы с иглы.


Источник: http://www.mrsec.wisc.edu/Edetc/nanoquest/atom_manipulation/
Манипуляция атомами, впервые продемонстрированная 

Манипуляция атомами, впервые продемонстрированная Д.Эйглером в 1989 г. 



Источник: http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/atomo.html

Теги
Разделы
Зондовые методы микроскопии и спектроскопии: атомно-силовая, сканирующая туннельная, магнитно-силовая и др.
Использование наноманипуляторов и зондов

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "манипуляция атомами" в других словарях:

  • "квантовый загон" — Термин "квантовый загон" Термин на английском quantum corral Синонимы Аббревиатуры Связанные термины манипуляция атомами, сканирующая туннельная микроскопия Определение Квантовый загон нанообъект, представляющий собой двумерную фигуру… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Американское вакуумное общество — American Vacuum Society Тип Научное общество …   Википедия

  • оптический пинцет — Термин оптический пинцет Термин на английском optical tweezers Синонимы лазерный пинцет, оптическая ловушка, optical trap Аббревиатуры Связанные термины манипуляция атомами, биологические моторы, клетка, микроскоп, микроскопия, нанотехнология… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • сканирующая туннельная микроскопия — Термин сканирующая туннельная микроскопия Термин на английском scanning tunneling microscopy Синонимы Аббревиатуры СТМ, STM Связанные термины атомно силовая микроскопия, манипуляция атомами, "квантовый загон", литография, микроскоп,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • сканирующая зондовая микроскопия — Термин сканирующая зондовая микроскопия Термин на английском scanning probe microscopy Синонимы Аббревиатуры СЗМ, SPM Связанные термины "умные" материалы, атомно силовая микроскопия, манипуляция атомами, кантилевер, микроскоп,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • атомно-силовая микроскопия — Термин атомно силовая микроскопия Термин на английском atomic force microscopy Синонимы scanning force microscopy Аббревиатуры АСМ, AFM, SFM Связанные термины манипуляция атомами, кантилевер, литография, микроскопия, нанотрибология, поверхность,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Зондовые методы микроскопии и спектроскопии: атомно-силовая, сканирующая туннельная, магнитно-силовая и др. — Статьи"квантовый загон"атомно силовая микроскопиябиологические моторыбиомиметические наноматериалыбиосовместимые покрытиявекторы на основе наноматериаловгенная инженерияДНКДНК микрочипдоставка геновзондкантилевер …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Использование наноманипуляторов и зондов — Статьиатомно силовая микроскопияманипуляция атомамимикроскопия зондоваяоптический пинцетсканирующая туннельная микроскопия (Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО») …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • NV-центр — (англ. nitrogen vacancy center) или азото замещённая вакансия в алмазе  это один из многочисленных точечных дефектов алмаза. Дефект представляет собой нарушение строения кристаллической решётки алмаза, возникающий при удалении атома… …   Википедия

  • Кристалл (Marvel Comics) — Кристалл Кристалл на обложке War of Kings: Warriors Crystal История публикаций Издатель Marvel Comics …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.