Нанотехнологии: отслеживание отдельных атомов при росте кристаллов

Крупное событие в области нанотехнологий: ученые впервые смогли увидеть, как при росте кристаллов появляются отдельные атомы.

Новая техника позволяет получить полный контроль над микроскопической структурой искусственных кристаллов. А это означает, что вскоре появятся новые виды отдельных кристаллов, лучше приспособленные для конкретных нужд: от водоочистителей до технологии маскировки.

Впервые мы можем наблюдать за движением отдельных атомов, следить, как они собираются вместе в кристаллическую структуру.

− Николас Барри, Уорикский университет

В мире наноструктур один и тот же материал в зависимости от своей формы может обладать совершенно различными химическими и физическими свойствами.

Однако до сих пор контроль над структурой новообразующихся кристаллов был затруднен: ведь они растут настолько быстро, что даже лучшие электронные микроскопы не могут проследить за процессом. 

Барри и его коллеги применили следующую технику: пучок электронов бомбардировал тонкую пленку, содержащую молекулы осмия, углерода и прочих элементов.

Большинство молекул распались на отдельные атомы осмия, и в результате пленка обрела структуру графеновой решетки со свободными атомами.

Пленка была также легирована атомами бора и серы, которые замедляют движение отдельных атомов металлов на графеновой поверхности.

− Николас Барри, Уорикский университет

Медленные атомы начинают двигаться со скоростью, которая позволяет их зафиксировать с помощью электронного микроскопа.

Новый метод позволяет не только наблюдать за ростом кристаллов из самых различных химических элементов, но и контролировать их развитие, приспосабливать на микроскопическом уровне для самых различных нужд, например, нацеленно вводя в них необходимые дефекты.