طرحی برای حکاکی اتمی

به تازگی محققان امریکایی طرحی برای حکاکی در ابعاد اتمی تدوین کرده اند.
در این طرح، نانوسیم ها در نقش قلم حکاکی ظاهر شده و پس از حکاکی، از روی
سطح حک شده بیرون کشیده می شوند. این کشف می تواند در آینده به ساخت نسل
جدیدی از ابزار های الکترونیک نانومقیاس برای پردازش و ذخیره اطلاعات منجر
شود.

جرمی لوی از دانشگاه پیتزبورگ امریکا و همکارانش از آزمایشگاه تحقیقاتی
ناوال (Naval) در واشنگتن و دانشگاه اوگسبرگ (Augsburg) آلمان، حکاکی مذکور
را ابداع کرده اند. آنها برای این کار از خصوصیات فیزیکی کریستال های
پروسکیت (perovskite) بهره گرفته اند.

لوی در این باره گفت: «نشان داده شده است که با گذاشتن لایه ای نازک از
آلومینات لانتانیوم -با ضخامت ۱٫۲ نانومتر- بر روی یک لایه ضخیم تر از جنس
تیتانات استرانتیوم، صفحه بین این دو لایه، رسانا خواهد شد. ما به جای
اعمال ولتاژ بر روی کل صفحه، با استفاده از یک میکروسکوپ نیروی اتمی که نوک
تیزی داشت، ولتاژ را به ناحیه کوچکی در زیر نوک مذکور اعمال کردیم و نشان
دادیم که به این شکل می توان یک سیم رسانا را در ناحیه ای از صفحه میانی با
عرض کوچکتر از ۴ نانومتر حکاکی کرد. این فرآیند برگشت پذیر است و با اعمال
ولتاژ معکوس می توان سیم مذکور را حذف کرد».

در این فرآیند پدیده های فیزیکی خاصی رخ می دهند. ابتدا یک میدان الکتریکی
قوی اتم های اکسیژن را از سطح آلومینات لانتانیوم بیرون می کشد. این کار بر
انرژی حالت های الکترونی لایه استرانتیوم تاثیر گذاشته و باعث ایجاد یک
«گاز الکترونی» بر روی صفحه میانی می گردد. گاز مذکور رسانای الکتریسیته
است.

می توان از سیم های ذکر شده به عنوان ترانزیستور های نانومقیاس استفاده
کرد. هم چنین محققان مذکور توانستند مجموعه ای از نواحی مجزا را بر روی
صفحه میانی حک کنند. به این ترتیب می توان ابزار های ذخیره سازی اطلاعاتی
که۱۰۰ برابر چگال تر از گونه های مغناطیسی هستند، ساخت.