Подробности ответа группы показались в январском выпуске издания Review of Scientific Instruments, что издан американским Университетом Физики.Просмотр микроскопов туннелирования (STMs) трудится в ультравысоком вакууме, принося изучение с красивым наконечником с единственным атомом в его вершине весьма близко к поверхности примера. В то время, когда напряжение применено к поверхности, электроны смогут подскочить либо тоннель через промежуток между образцом и наконечником.
«Думайте о нем как об игле, которая весьма остра, атомарно остра», сообщил Фарид Тэджэддодиэнфэр, аспирант машиностроения в Школе Эрика Джонссона Информатики и Разработки. «Микроскоп похож на роботизированную руку, которая в состоянии достигнуть атомов на типовой поверхности и руководить ими».Неприятность, время от времени вольфрамовый наконечник врезался в пример.
В случае если это физически касается типовой поверхности, это может без злого умысла перестроить атомы либо создать «кратер», что имел возможность повредить пример. Такая «трагедия наконечника» довольно часто вынуждает операторов неоднократно заменять наконечник, утрачивая бесценное время.Врач Джон Рэндалл – адъюнкт-доктор наук в UT президент и Даллас Zyvex Labs, Ричардсон, находящаяся в Техасе компания нанотехнологий, специализирующаяся на продуктах и развивающихся инструментах, каковые изготовляют атом структур атомом. Zyvex обратился к врачу Резе Мохеимани, учителю машиностроения, дабы оказать помощь решить проблему трагедии наконечника STM.
Обеспеченный стул Мохеимани был подарком от основателя Zyvex Джеймса Фон Эра МС ’81, кого чествовали как выдающийся выпускник UTD в 2004.«Что они пробуют сделать, оказать помощь принести атомарно правильное производство в реальность», сообщил Рэндалл, что создал в соавторстве статью с Tajaddodianfar, Джеймсом Оуэном Moheimani and Zyvex Labs. «Это вычисляют будущим нанотехнологий, и это – очень серьёзная работа». Рэндалл заявил, что такое правильное производство приведет к массе инноваций.«Атомом конструкций строения атомом Вы в состоянии создать новые, феноменальные материалы», сообщил Рэндалл, что есть сопредседателем Промышленного Комитета по Обязательству Школы Джонссона. «Мы можем удалить примеси и сделать материалы более сильными и более термостойкими.
Мы можем выстроить квантовые компьютеры. Это имело возможность радикально более низкие стоимости и расширять возможности в других областях и медицине. К примеру, в случае если мы можем лучше осознать ДНК на ядерном и молекулярном уровне, что окажет помощь нам совершенно верно настроить и скроить здравоохранение в соответствии с потребностям больных.
Возможности нескончаемы».Помимо этого, Moheimani, эксперт и инженер контроля в нанотехнологиях, объявил, что ученые пробуют выстроить квантовые компьютеры и транзисторы от единственного атома, применяя эту разработку.«Имеется интернациональная гонка, дабы выстроить автомобили, устройства и 3D оборудование от атома», сообщили Мохеимани, Джеймс Фон Эр Выдающийся Стул в технике и Науке.’Это – громадная, громадная неприятность’
Рэндалл заявил, что Zyvex Labs совершила большое количество времени и денег, пробующих осознать то, что происходит с подсказками, в то время, когда они терпят провал.«Это – громадная, громадная неприятность», сообщил Рэндалл. «Если Вы не имеете возможность обезопасисть наконечник, Вы не планируете строить что-либо. Вы тратите впустую собственный время».Тэджэддодиэнфэр и Мохеимани заявили, что неприятность – диспетчер.
«Имеется диспетчер обратной связи в STM, что измеряет ток и перемещает иглу вверх и вниз», сообщил Мохеимани. «Вы двигаетесь от одного атома до другого через неровную поверхность. Это не плоско. Вследствие этого, расстояние между изменениями наконечника и образцом, как делает ток между ними. Тогда как диспетчер пробует переместить наконечник вверх и вниз, дабы поддержать ток, он не всегда отвечает прекрасно, и наряду с этим он не регулирует наконечник верно.
Получающееся перемещение наконечника довольно часто нестабильно».Это – диспетчер обратной связи, что не защищает наконечник от врезания в поверхность, сообщил Тэджэддодиэнфэр.
«В то время, когда электронные особенности переменные через типовую поверхность, наконечник более склонный, дабы потерпеть провал под простыми совокупностями управления», сообщил он. «Это предназначается, дабы быть вправду, вправду остро. Но в то время, когда наконечник врезался в пример, он ломается, вьется назад и сглаживается.
«Когда наконечник врезался в поверхность, забудьте его. Все изменяется».Ответ
По словам Рэндалла, Tajaddodianfar сделал логические шаги для ответа.«Блеск Tajaddodianfar – то, что он взглянуть на проблему и осознал физику туннелирования между поверхностью и наконечником, что имеется мелкий электронный барьер, что руководит темпом туннелирования», сообщил Рэндалл. «Он узнал метод измерить ту местную высоту барьера и приспособить пользу на совокупности управления, которая разумеется не допускает наконечник в проблему.
Без него наконечник , врезавшись в поверхность. Сейчас, это приспосабливается к параметрам контроля на лету».
Мохеимани заявил, что несколько сохраняет надежду поменять их траекторию в то время, когда дело доходит до строительства новых устройств.«Это – следующая вещь для нас. Мы собираемся обнаружить источник данной неприятности, и мы сделали это.
И, мы внесли предложение ответ. Это похоже на все другое в науке: Время продемонстрирует, как действенный отечественная работа будет», сообщил Мохеимани. «Но я пологаю, что мы решили громадную проблему».
Рэндалл заявил, что метод Тэджэддодиэнфэра был объединен с программным обеспечением его совокупности, но еще не дешёв клиентам. Изучение было сделано вероятным, финансировав из военного Управления и Исследовательского управления перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ.