Ученые измерили силу, необходимую для передвижения атомов

Ученые из IBM в сотрудничестве с Регенсбургским университетом впервые измерили силу, необходимую для передвижения отдельных атомов на твердой поверхности.

Исследователи измерили как численное значение, так и направление силы, требующейся для передвижения атома или молекулы. Для этого они использовали новый микроскоп, имеющий возможности как атомно-силовых, так и сканирующих туннельных микроскопов. Изгибающаяся при взаимодействии с образцом часть зонда микроскопа была выполнена из кварца.

Исследовательская группа обнаружила, что необходимая для передвижения сила значительно меняется в зависимости от материала поверхности, а также от того, что требуется транспортировать - атом либо молекулу, даже в случае, если молекула имеет малый размер.

Так, сила, необходимая для перемещения атома кобальта по гладкой поверхности платины составляет 210 пиконьютонов, в то время как перемещение атома кобальта на медной поверхности требует приложения силы величиной лишь 17 пиконьютонов. Для сравнения - чтобы поднять медную монету массой 3 г требуется приложить силу в 30 млрд пиконьютонов.

Определение силы, необходимой для продвижения атомов на конкретных поверхностях с прецизионной точностью требуется для проектирования и конструирования устройств атомного масштаба: компьютерных микросхем, миниатюрных систем хранения данных и многого другого.