【小小的開關切換單個原子的位置】

明道

【小小的開關切換單個原子的位置】

 

 

一個原子厚： 電流切換這小小的開關

單個原子舉行兩個鋒利點之間已被用來創建最小過記憶體設備 — — 根據國際研究小組的研究員，建造了它。

鋁原子操作作為一個兩個終端開關，可以兩種邏輯狀態之間來回切換。

這是通過傳遞電流通過原子，結果在微小的移動，在它的位置。該設備可以一天用於創建電腦的記憶與極高的密度。

傳統的電子開關通常是有三個電極的電晶體。兩個電極之間流過的電流是由到第三個電極施加一個電壓控制。基於一個原子納米尺寸電晶體也有過。

然而，團隊說其設備是充當開關無需使用柵電極 — — 做以前的設備比一個原子大得多，有的其中一個單原子的第一個例子。

該設備是在德國康斯坦茨大學和國立自治德在西班牙的馬德里的大學的研究人員所作的。

為了使交換器，團隊開始與鋁線材只是 1 μ m 寬，正坐在柔性襯底上。

通過輕輕地彎曲承印物上，休息一下就開始形成在導線。

當兩個部分都由最窄的地方只有一個原子連接在一起時的彎曲停止部分 （見圖）。

不同的幾何

開關是由發送一個單原子接觸通過當前操作。

當當前發送的一個方向，開關是打開和當前發送時在相反的方向開關被關閉。打開和關閉開關位置位置對應于被兩個不同地點的原子。

這兩個不同的幾何圖形有的電導，該研究小組測量兩個不同的值。這兩個值可以被認為是"0"和"1"，使該設備能夠存儲的資訊。

我們原子接觸交換器和非揮發性記憶在工作的同時，說Juan Carlos 奎瓦斯的馬德里國立自治大學的研究人員之一。

理想情況下，這些記憶可以用於替換標準的我們的電腦磁回憶。

觀察交變電流作開關打開和關閉"第一次來作為一個驚喜，"說，團隊成員Elke Scheer的康斯坦茨大學。

量子干涉效應

為團隊面臨的挑戰是要證明開關涉及僅有一個原子。

為此，科學家們酷他們的開關直到鋁變成超導體。

量子力學支配原子尺寸線流過的電流和電流-電壓特性在超導態是敏感的量子機械運輸概率，所確定的原子位置。

由於原子連絡人是如此之小，傳導電子的行為以波的形式，而不是作為經典粒子和電流完全由量子機械干涉效應。

"我們的故事的驚人之處是我們可以確定有多少的波函數進行我們的開關和去通過接觸，這些波的概率中的電流，這是我們工作的唯一的東西，"說奎瓦斯。

"這是一個非常優雅的實驗結果，"說， Douglas Natelson在德克薩斯州萊斯大學的物理學家的研究，不參加。

"它是偉大的技術組合，提供了詳細的微觀資訊，往往很難獲得，如在量子通道的傳輸係數。

該資訊是對建立的顯著的事實，它是可能的 — — 至少在某些情況下 — — 要使用當前設置之間進行切換可控在單原子尺度上的兩個特定原子安排至關重要。

缺失的環節

物理學家Jan van 魯克萊頓大學的荷蘭，也並未參與這項研究，他說直到現在，在原子尺度上的電流的作用機制尚未了解："可以探討 [這些] 影響的實驗是缺掉的只是和這些結果給我們首次看到了可能會發生什麼"。

目前，開關只有作用在低溫下低於 1 開爾文和潔淨室實驗室條件下，它可能來限制原子運動的凍結出金屬原子的擴散，因此很長一段時間的穩定，開關在哪裡。

為未來的潛在應用，團隊說，它會以證明設備也可以工作在房間溫度，可能很有挑戰性，因為金屬原子傾向于周圍彌漫在表面上。

奎瓦斯說，"此外，我們會需要放大設備有數以百萬計的一起工作在一個宏觀的記憶，那些開關"。

但是，他補充道，"有一些策略來解決這兩個問題，我們認為應用程式將有可能在不久的將來，在 10 年左右."

研究結果發表在自然納米技術 8 645.

關於作者

卡蒂婭無是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fsep%2F11%2Ftiny-switch-toggles-the-position-of-a-single-atom