Учёные впервые управляли зарядом единственного атома

Физики из научно-исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе (IBM Zurich Research Lab) и шведского технологического университета (Chalmers University of Technology) впервые передали всего один электрон единственному атому, а потом забрали его обратно. 

Исследователи использовали низкотемпературный наконечник сканирующего туннельного микроскопа и электрический импульс, чтобы поместить электрон в изолированный атом золота, а затем этот электрон удалить. 

Атом золота располагался на ультратонкой (толщиной всего в два атома) плёнке из поваренной соли, которая покрывала металлическую подложку. 

Соль служила изолятором, и, кроме того, помогала в стабилизации заряженного состояния золотого атома и его положения в пространстве. 

К атому золота подводили иглу, остриё которой сужалось практически до единственного атома. 

При подаче импульса один электрон с иглы перескакивал на золото. 

При этом ионы натрия (положительно заряженные) и хлора (отрицательные) в молекулах соли, лежащих непосредственно под атомом золота, смещались соответственно немного вверх и вниз, за счёт чего вся система оказывалась устойчивой, и ион золота становился стабильным. 

При подаче на иглу противоположного импульса электрон возвращался обратно с золота на иглу. 

Авторы исследования говорят о новых возможностях, открывающихся при изучении свойств вещества на атомном уровне, а также – в области создания наноустройств, где может потребоваться произвольное изменение свойств отдельных атомов. 

В частности такие манипуляции могут привести к созданию нового поколения компьютеров, с невиданной плотностью памяти.


Интересные материалы: