Американские исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж разработали устройство, позволяющее «писать» атомами, помещая их именно туда, где они нужны, чтобы придать материалу новые свойства. Технология позволит создавать материалы для квантовых устройств.

Чтобы добиться улучшенного контроля над атомами, исследователи создали синтескоп, который объединил технологии синтеза с передовой микроскопией. В пресс-релизе лаборатории отмечается, что ученые использовали сканирующий просвечивающий электронный микроскоп, преобразованный в платформу для манипуляции материалами в атомном масштабе.

Сканирующие микроскопы работают, передавая высокоэнергетический электронный луч через материал. Электронный луч фокусируется в точке, которая меньше расстояния между атомами, и сканирует материал, создавая изображение с атомным разрешением. Однако микроскопы известны тем, что повреждают сами материалы, которые они визуализируют.

Эндрю Лупини, соавтор разработки

Ученые поняли, что они могут использовать этот «баг» как конструктивную особенность и создавать дефекты намеренно. В образовавшее отверстие они могут поместить любой атом. Намеренно повреждая исходный образец, ученые создают новый материал с другими свойствами. Например, исследователи показали возможность замены атомов углерода в графене оловом.

Работая на атомном уровне, ученые могут создавать структуры, в которых естественным образом проявляются и сохраняются квантовые свойства. Это открывает возможности для разработки мощных квантовых компьютеров, безопасных систем квантовой связи и высокочувствительных квантовых датчиков.

Источник: ХайТек