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>vwinchina德赢>科学家打开新窗口进入纳米世界

展示如何收缩的材料下降到只有几纳米的厚度可能会破坏它的原子键的图形。信用卡普坦/默南集团/ JILA
展示如何收缩的材料下降到只有几纳米的厚度可能会破坏它的原子键的图形。信用卡普坦/默南集团/ JILA

抽象:
科罗拉多博尔德大学的研究人员已经使用超快极紫外激光来测量材料的性质薄于人类红血细胞的100倍以上。

科学家们打开新窗口,进入纳米世界

科罗拉多州博尔德|发表于2020年7月17日

该小组,在联合天体物理实验室的科学家领导的,报告了其新的晶圆薄本周的壮举在杂志物理复习资料。该组织的目标,一个薄膜厚仅5个纳米,是目前最薄的材料,研究人员已经没有人能够完全探查,说研究的合着者约书亚克诺布洛赫。

“这是一个创纪录的研究,看看我们如何小能去,我们可怎么准确,”克诺布洛赫,研究生在JILA,CU博尔德和美国国家标准与技术研究院(NIST)之间的伙伴关系说。

他补充说,当事情变得小,工程的一般规则并不总是适用。该研究小组发现,例如,一些材料似乎得到了很多柔和成为他们的更薄。

研究人员希望,他们的研究结果可能有一天帮助科学家更好地浏览经常不可预知的纳米世界,设计更细小,更高效的计算机电路,半导体等技术。

“如果你正在做的纳米工程学,你不能只是把你的材料,就像是一个正常大的材料,”特拉维斯弗雷泽,新的文件,并在JILA前研究生的主要作者。“因为一个简单的事实,它是小的,它像一个不同的材料。”

“这个惊人的发现 - 这非常薄的材料可以是10倍以上的脆弱超过预期 - 是如何利用新的工具可以帮助我们了解纳米世界更好的又一个例子,”玛格丽特默南,新的研究,教授的合着者说在CU博尔德和JILA同胞物理学。

纳米晃

研究正值许多科技公司都试图做到这一点的时刻:去小。像费罗糕点,但你的笔记本电脑中 - 一些公司在如何建立高效的计算机芯片的层上其他顶级材料之一薄膜试验。

用这种方法的问题,弗雷泽说,是科学家有麻烦预测那些古怪层将如何表现。他们只是太秀气测量与通常的工具,任何有意义的方式。

在这一目标的帮助下,他和他的同事部署极紫外激光,或者说比传统激光器提供更短的波长辐射束 - 这是旗鼓相当的纳米世界的波长。vwin徳赢官网研究人员制定了一套行动,使他们能够反弹的梁材料只是DNA厚的几股的层脱落,跟踪不同的方式对这些薄膜可以振动。

“如果你能衡量你的材料是如何快速摆动,那么你就可以弄清楚它是如何僵硬,”弗雷泽说。

原子中断

该方法还透露到底有多少,当你让他们非常,非常小的材料的特性可以改变。

在最近的研究,例如,研究人员探测碳化硅制成了两部电影的相对强度:一个约46纳米厚,另仅有5纳米厚。球队的紫外激光提供令人惊讶的结果。更薄的电影是关于柔和的10倍,或刚性不足,比其对手更厚,一些研究人员也没想到。

弗雷泽解释说,如果你拍的电影太细,你可以切成持有材料一起的原子键 - 有点像一个解开绳子磨破。

“在膜的顶部的原子具有其它原子下方他们,他们可以不放,”弗雷泽说。“但是在他们之上,原子没有什么,他们可以攫取到。”

但并不是所有的材料将具有相同的行为方式,他补充说。该小组还重新运行上几乎等同于第一与一个很大的不同的第二材料相同的实验 - 其中都在增加了更多的氢原子这样的“掺杂”工艺可以自然破坏的材料内的原子键。,导致它失去力量。

当组用他们的激光测试了第二,比较脆弱的材料,他们发现一些新的东西:这种材料是一样​​强时,它是厚44个纳米,因为它是在微薄厚11纳米。

换句话说,额外的氢原子已经削弱了材料 - 一些额外的萎缩不能这样做了损害。

最后,该团队表示,其新的紫外激光工具,让科学家们一个窗口,这在以前超出了科学的把握一种境界。

“现在,人们正在建设非常非常小的设备,他们问这样的厚度或形状的属性如何可以改变他们的材料的行为,”克诺布洛赫说。“这使我们获得更多关于纳米技术信息的新方式。”

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这项研究的闪光灯国家科学基金会科学与技术中心的实时功能成像的支持。

Coauthors on the new study included JILA researchers Henry Kapteyn, professor of physics, Jorge Hern�ndez-Charpak; Kathy Hoogeboom-Pot; Damiano Nardi and Bego�a Abad. Other coauthors included Sadegh Yazdi at the Renewable and Sustainable Energy Institute at CU Boulder; Weilun Chao and Erik Anderson at the Lawrence Berkeley National Laboratory; and Marie Tripp and Sean King at Intel Corp.

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