کشف شگفتی دیگری از فناوری‌نانو

خودآرایی و خودسامانی، از جمله پدیده‌های عادی در فناوری‌نانو به شمار می‌آیند
و تاکنون دانشمندان بررسی‌های بسیار زیادی را در این زمینه انجام داده‌اند.

اخیراً جمعی از محققان در آمریکا و کره، هنگام بررسی این خودسامانی‌ها، موفق به
آشکارسازی پدیده‌ی شگفتی در زمینه‌ی فناوری‌نانو شده و به‌علت تشکیل جزایر
خودسامان و یکنواخت سربی روی سطوح سیلیسیومی پی برند. آنچه موجب تعجب آنها شده
بود، یکسانی ارتفاع این جزیره‌ها بود که در دمای پایین ایجاد می‌شدند، این در
حالی است که در دیگر سیستم‌های نانوساختار معمولاً چنین چیزی مشاهده نمی‌شود.

آنها با بررسی این پدیده به کمک یک میکروسکوپ تونلی روبشی و یک میکروسکوپ
الکترونی کم‌انرژی، دریافتند با حرکت اتم‌های سرب در مسیر سطح زیرلایه‌ی
سیلسیومی، آنها به جای آنکه یک حرکت تصادفی همانند دیگر سیستم‌ها داشته باشند،
رفتاری شبه ‌مایع از خود نشان می‌دهند؛ به‌طوری که گویا کل لایه‌ی سربی یک جا،
جابه‌جا می‌شود و این میزان جنبش اتمی در چنین دمای پایینی (50 کلوین یا منهای
123 درجه‌ی سلسیوس) غیر قابل پیش‌بینی بود. بر مبنای این حرکت شبه ‌مایع، آنها
توانستند توضیحی برای تشکیل این جزایر یکنواخت بیابند. با توجه به آنکه این
جزیره‌ها بسیار سریع و تنها ظرف دو الی سه دقیقه روی زیرلایه‌ی سیلیسیومی شکل
می‌گیرند، این پدیده از دو عامل مهم سرعت و یکنواختی رشد و تکرار پذیری آسان (که
در فناوری‌نانو حائز اهمیت است) برخوردار بوده، می‌تواند نویدبخش کاربردهای
فراوانی در این زمینه باشد.

هم‌اکنون این محققان بر اساس این پدیده سعی دارند دیگر فرایندهایی را که نوعاً
در مقیاس اتمی روی می‌دهند (مثل جذب سطحی، هسته‌سازی و پیوندهای اتمی) و در
بررسی واکنش‌پذیری و کاتالیزوری بودن مواد حائز اهمیت است، مطالعه و امکان بروز
چنین حالتی را در دیگر نانوساختارها بررسی کنند .

نکته‌ی جالب توجه دیگر ی که طی این آزمایش‌ها حاصل شد، وابسته نبودن فرایندهای
اتمی از قبیل هسته‌سازی، به ماهیت عناصر شیمیایی تشکیل‌دهنده ماده بود. این
محققان در کمال تعجب دریافتند که بر خلاف معمول، این فرایندها نه به ماهیت
عناصر شیمیایی ماده بلکه به زوج یا فرد بودن ارتفاع جزیره‌ها بستگی دارد.آنها
با انجام یک آزمایش و افزودن مقدار کمی سرب به سطح این جزایر، دریافتند که
هسته‌سازی جزایر با ارتفاع چهار لایه، کاملا ً با پدیده‌ی مشابه در جزایری به
ارتفاع پنج لایه، متفاوت است؛ به‌طوری که چگالی جزایر جدید در بخش چهار لایه 60
برابر جزایر پنج لایه بود. بر این اساس دانشمندان نتیجه گرفتند که تشکیل
پیوندهای اتمی در جزایر چهارلایه با وجودی که هر دو از یک عنصر ـ یعنی سرب ـ
ساخته شده‌اند، آسان‌تر است. به این ترتیب مشخص می‌شود که بر خلاف تصور عموعی،
برای ایجاد تغییر در خواص ماده نیازی به تغییر عناصر تشکیل‌دهنده آن ماده نیست،
بلکه در عوض می‌توان به‌راحتی این کار را تنها با تغییر در ارتفاع این
جزیره‌های خودسامان انجام داد. از سوی دیگر با توجه به آنکه تغییر شکل هندسی به
مراتب آسان‌تر از یافتن ماده‌ای دیگر و جایگزین کردن آن است؛ این پدیده
دستاوردی بسیار نویدبخش به شمار می‌آید.

این دانشمندان در نظر دارند تا در مراحل بعدی با انجام آزمایش‌ها و بررسی‌های
بیشتر و با استفاده از روش جذب سطحی گاز به بررسی رابطه‌‌ی موجود بین
واکنش‌پذیری ماده و ارتقاع این جزیره‌ها بپردازند.