Построен измеритель проводимости цепочек из считанных атомов

Новый прибор, созданный американскими инженерами из национального института стандартов и технологий (NIST) позволяет растягивать цепочки атомарной толщины, да ещё и регистрировать колебания их проводимости, происходящие от изменений в их структуре.

"Вероятно, в будущем калибровать такие приборы будет более просто, — говорит один из авторов работы Дуглас Смит (Douglas Smith) (фото NST).

Устройство по внешнему виду напоминает сканирующий туннельный микроскоп, только иглу здесь заменяет тончайший конец золотого провода, который касается поверхности, также золотой. Зонд постепенно поднимается вверх, пока толщина цепочки не доходит до минимума – то есть до последовательности одиночных атомов.

Сложность подобного эксперимента заключается в том, что положение зонда требуется контролировать с высочайшей точностью, иначе не получится измерить прочность цепи и её проводимость в предшествующий разрыву момент.

График иллюстрирует изменение проводимости при удлинении цепочки атомов на 0,6 нанометров (иллюстрация NIST).

Как сообщается в пресс-релизе, инженерам удалось продемонстрировать в опытах точность регулировки положения, доходящую до 5 пикометров (10^-12 метра). Для этого рядом с зондом установили оптоволоконную систему, а уже упоминавшуюся золотую поверхность использовали в качестве зеркала оптического интерферометра – его выходной сигнал и позволил отслеживать расстояние.

Одновременно учёные измеряли ток, протекающий между зондом и поверхностью и отслеживали изменение проводимости при уменьшении толщины цепочки. Как предполагают авторы, новое устройство можно будет использовать в паре с другими приборами для быстрой калибровки прецизионных датчиков силы.