یکشنبه, ۲۰ شهریور ۱۳۹۰

ارائه مود جدیدی به نام میکروسکوپی تماس نقطه کوانتومی

میکروسکوپ STM یکی از ابزارهای مهم در
مطالعات سطوح است. اخیرا محققان موفق شده‌اند مود جدیدی برای تصویربرداری
با این دستگاه ارائه کنند. این روش که QPCM موسوم است می‌تواند اطلاعات
ارزشمندی پیرامون پیکربندی اتم‌ها در سطح ارائه کند به‌طوری‌که این روش
مکمل روش STM معمولی خواهد بود.
ساختارهای اتمی اتصالات در بیشتر آزمایش‌های مربوط به انتقال کوانتومی در
دسترس نیستند. میکروسکوپ تونل زنی روبشی دارای یک نوک بوده که در فاصله‌
چند آنگسترومی سطح قرار دارد. با کاهش فاصله نوک با سطح، حساسیت برهمکنش‌های
شیمیایی افزایش می‌یابد. این مسئله در مود غیر تماسی میکروسکوپ نیروی اتمی
(AFM) به اثبات رسیده است. در این مود نوک به‌صورت نوسانی روی سطح قرار
دارد به‌طوری‌که فاصله زمانی این نوسان‌ها در محدوده برهمکنش‌های شیمیایی
است.

یک تیم تحقیقاتی مود جدیدی برای
تصویربرداری در دمای پایین با استفاده از میکروسکوپ STM ارائه کرده است. در
این روش که به میکروسکوپی تماس نقطه کوانتومی یا QPCM شهرت یافته، به‌جای
اندازه‌گیری جریانی که از راه تونل زدن عبور می‌کند، جریان میان دو نقطه
کوانتومی که توسط تک اتم‌های موجود در نوک و سطح نمونه وجود دارد، اندازه‌گیری
می‌شود.
یونگ هوی زانگ از دانشگاه سینگهو می‌گوید به‌جای تونل زنی، در این
میکروسکوپ روی هدایت نزدیک به ۱ G0 کار می‌شود که برای این کار باید نوک
میکروسکوپ نزدیک دو اتم روی سطح باشد. با این روش می‌توان تصاویر با جزئیات
بیشتر نسبت به روش STM رایج پیرامون ساختار سطح بدست آورد. در این روش که
مکمل روش STM معمولی است، تصویر به‌شدت متاثر از اتم‌ها و پیکربندی‌های
شیمیایی در بالاترین لایه اتمی سطح است.
محققان معتقد هستند که روش QPCM می‌تواند برای تعیین ساختار سطح یا خواص
سطح نمونه‌ای که برای ما معلوم است به‌کار رود. با این روش می‌توان فرصت‌های
بی‌نظیری جهت مطالعه انتقال کوانتومی نانوساختارها در این هدایت ایجاد کرد.
در این حالت هدایت سطح نمونه در موقعیت‌های مختلف، متفاوت خواهد بود که این
تفاوت

مرتبط با ساختار منطقه‌ای سطح است. با توجه به این که کنترل
اتمی اتصال امکان پذیر است، بنابراین می‌توان به‌راحتی تصاویر گرفته شده با
این روش را برحسب محیط شیمیایی اتم‌ها تفسیر کرد.
در این پروژه محققان از سطوح Cu(111), Ag(111), Au(111), and Pt(111) با
این روش تصویر گرفتند. زانگ و همکارانش مقاله‌ای در این باره تحت عنوان
Quantum Point Contact Microscopy در نشریه Nano Letters به چاپ رساندند.
در این پروژه کلاوس کرن از موسسه ماکس پلانکت در اشتوتگارت آلمان نیز
مشارکت داشته است.