Исследователи IBM воочию увидели атомы в молекуле
Исследователи из лаборатории IBM в Цюрихе смогли рассмотреть «скелет» молекулы с недостижимой ранее разрешающей способностью.
Как сообщается в пресс-релизе IBM, в качестве испытуемой молекулы ученые взяли пентацен – органический полупроводник (C22H14 ), который, как считают, может использоваться как органический транзистор в будущих молекулярных компьютерах. Расстояние между отдельными атомами углерода в пентацене всего 0,14 нм.
Используя атомный силовой микроскоп особой конструкции, исследователи смогли визуализировать атомы углерода молекулы, «прорвавшись» сквозь электронные облака. Для получения беспрецедентной разрешающей способности микроскопа испытуемая молекула помещалась с помощью магнитного поля на кончик иглы – атомарного зонда микроскопа, на конце которого удерживалась молекула СО. Однако между зондом-иглой и молекулой пентацена оставался зазор величиной менее нанометра – только так возможна была атомарная визуализация. Молекула СО действовала как мощная линза, выявляющая индивидуальные атомы испытуемой молекулы. «Атомарное разрешение было достигнуто фактически за счет отталкивания, возникающего между СО и молекулой пентацена в соответствии с принципом Паули, смысл которого состоит в том, что два идентичных электрона не могут приблизиться друг к другу слишком близко», - сказал сотрудник IBM Николай Молл (Nikoaj Moll). Второе необходимое условие получения атомарного разрешения – термическая и механическая стабильность системы. Отметим, что эксперимент проводился при температуре минус 268 о С в сверхвысоком вакууме.
Теперь, как утверждают ученые, имеется возможность не только видеть, но и манипулировать отдельными атомами и молекулами, т.е. изучать материю на новом уровне, одна из целей которого – построение электронных блоков и приборов атомарного и молекулярного размера. То есть более быстродействующих, энергосберегающих, миниатюрных процессоров, чем ныне существующие.
Отметим, что именно в IBM, в той же лаборатории в Цюрихе в 1981 году был разработан туннельный микроскоп, впервые открывший дверь в наномир. За эту разработку Герд Байнинг (Gerd Binnig) и Генрих Рохрер (Heinrich Rohrer ) в 1986 году были удостоены Нобелевской премии по физике.
На фото: Изображение скелета молекулы пентацена с атомарным разрешением. Цветная поверхность представляет экспериментальные данные. Серо-белая модель внизу показывает положение атомов в молекуле.
