Mit Hilfe von Lasern, einen Diamanten zu Atom für Atom auseinander schneiden

Wie klein können Sie schneiden?

Es wurde festgestellt, dass die Wahrscheinlichkeit für den Auswurf der Kohlenstoffatome, die das Kristallgitter bilden empfindlich auf den Laserstrahl Polarisierung (d. h. die Bewegungsrichtung der Lichtwelle schlagen) in Bezug auf die chemischen Bindungen, die das Material zusammen zu halten.

In der chaotischen Umgebung einer beheizten Fläche von Laser ist nicht diese Art der selektiven Atom Entfernung machbar gewesen.

Wie viele gute wissenschaftliche Entdeckungen wurde diese ganz durch Zufall entdeckt.

Auf genaue Untersuchung der Oberflächen ein UV-Laser beobachteten wir regelmäßige Nano-Muster der Größe auf molekularer Ebene. Die wichtige Beobachtung, berichtete in Nature Communications heute, ist, dass die Form und Ausrichtung dieser Muster auf die Ausrichtung der Laser Polarisation mit der Art und Weise Atome Line-up im Kristallgitter angewiesen sind.

Nimm das, Atom für atom

Die Bedeutung des Ergebnisses ist, dass es möglich ist für Laser mit Paaren von Atomen zu interagieren und dazu führen, dass ihre Trennung ohne die Umgebung zu stören. Im Falle von Diamant verwendeten wir leichte Polarisierung auswählen welche Atom-Paare durch den Laserstrahl ausgerichtet sind.

Dass dieser Effekt zuerst in Diamant erreicht wurde ist sehr praktisch. Diamant ist ein Material, das, obwohl es seit Jahrtausenden, erhältlich in roher Form wurde erst jetzt großen Bedeutung in Wissenschaft und Technik gewinnt. Diese jüngsten Anstieg der Zinsen ergibt sich aus kostengünstigen Herstellung von qualitativ hochwertigen Diamantmaterial aus synthetischen Quellen.

Einsatzmöglichkeiten von einen kleinen Schnitt

Diese Entdeckung kann daher ohne weiteres modernste vielerorts Diamanttechnik wie z. B. für die Herstellung von Quantenprozessoren und Miniatur-Hochleistungslasern ausgenutzt werden.

Bisher ist die Wirkung über das weite Gebiet des Laserstrahls gesehen worden. Obwohl dies an sich für rapid Nano-Texturierung der Oberflächen nützlich sein kann, zum Beispiel soll ein Schwerpunkt der zukünftigen Forschung die ultimative Kontrolle einzelner Atome auf einer Oberfläche zu demonstrieren.

Vor etwa 25 Jahren zeigte IBM in den USA die Fähigkeit, Alphabet Zeichen aus einzelnen Atomen auf der Oberfläche eines Metalls mit der scharfen Spitze des Scannens Sonde Mikroskop zu konstruieren.

Aber in diesem Fall und in viele andere Verwandte arbeiten seit dieses Verfahren funktioniert nur für Atome, die sehr schwach sind gebunden an die Oberfläche. Jetzt haben wir die spannende Perspektiven in der Lage, die starke atomaren Bindungen zu manipulieren, aus denen sich eine solide einschließlich super-stark verklebten Materialien wie Diamant.

Es ist wahrscheinlich, dass die Tatsache, dass wir diesen Effekt in Diamant beobachtet ist kein Zufall, denn dies ist ein Material mit sehr definierten Anleihen, die von den benachbarten Atomen relativ getrennt sind.

Nun die entscheidende Frage ist – wie viele andere Materialien zeigen diesen Effekt?

Rich Mildren erhält Forschungsförderung von Australian Research Council und der asiatischen Office of Aeronautical Research und Entwicklung.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie die