36

Δεκαπέντε χρόνια αφότου κατάφεραν να μετακινήσουν μεμονωμένα άτομα, ερευνητές της IBM προχώρησαν ακόμα ένα βήμα την τεχνολογία χειρισμού της ύλης σε ατομικό επίπεδο: Μπόρεσαν να αλλάξουν το φορτίο ατόμων χρυσού προσθέτοντάς τους ηλεκτρόνια ένα-ένα.

«Οι επιστήμονες μετακινούν άτομα εδώ και δέκα χρόνια. Τώρα προχωρούν ένα βήμα παραπέρα, αφήνοντας τα άτομα εκεί που είναι αλλά αλλάζοντας την κατάστασή τους» σχολιάζει στο Nature.com ο Φριτζ Χάμπερ του Ινστιτούτου Εταιρείας Μαξ Πλανκ στη Γερμανία, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα.

Ο Γιάσα Ρεπ του Ερευνητικού Εργαστηρίου της IBM στη Ζυρίχη χρησιμοποίησε για το πείραμά του ένα μικροσκόπιο σήρραγος (scanning tunnelling microscope, STM), το οποίο δίνει τρισδιάστατες απεικονίσεις μεμονωμένων ατόμων.

Το STM, που αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1980, εξετάζει την ύλη με μια ακίδα της οποίας το άκρο είναι λεπτό όσο ένα άτομο. καθώς το μικροσκόπιο σαρώνει το υπό εξέταση υλικό, το ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από την ακίδα μεταβάλλεται καθώς συναντά μεμονωμένα άτομα.

Όπως δείχνει η έρευνα του Ρεπ, η ίδια ακίδα μπορεί όχι μόνο να ανιχνεύει άτομα αλλά και να αλλάζει το ηλεκτρικό τους φορτίο, διοχετεύοντάς τους ηλεκτρόνια με μεγάλη ακρίβεια. Στη συνέχεια, η ακίδα εξετάζει αν το άτομο είναι ουδέτερο ή ηλεκτρικά φορτισμένο.

Η τεχνική του Ρεπ θα χρησιμοποιηθεί αρχικά για τη μελέτη υλικών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην Ηλεκτρονική. Θεωρητικά, τα άτομα θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα σημερινά τρανζίστορ, με τις καταστάσεις on και off να αντιστοιχούν σε αρνητικά φορτισμένα ή ουδέτερα άτομα.

«Σε μακροπρόθεσμη κλίμακα, προσπαθούμε να βρούμε εναλλακτικές λύσεις για τους συμβατικούς ημιαγωγούς» αναφέρει ο Ρεπ. «Τα ηλεκτρονικά ατομικής κλίμακας θα έδιναν εξαρτήματα που είναι 10.000 φορές μικρότερα και εκπέμπουν πολύ λιγότερη θερμότητα» εξηγεί. Παραδέχεται, όμως, ότι τέτοιες συσκευές απέχουν δεκαετίες.

Η νανοτεχνολογία πάντως εξελίσσεται ταχύτατα. Η IBM έθεσε τις πρακτικές βάσεις της νέας τεχνολογίας το 1989, όταν ο ερευνητής Ντον Έιγκλερ παρουσίασε το όνομα της εταιρείας γραμμένο με 35 άτομα ξένου.

Όπως και ο Ρεπ σήμερα, ο Έϊγκλερ εργαζόταν τότε σε θερμοκρασία -269 βαθμών Κελσίου, μόλις τέσσερις βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν -καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει τα άτομα αρχίζουν να δονούνται λόγω της επιπλέον ενέργειάς τους και σύντομα απομακρύνονται από την αρχική τους θέση.

Σήμερα, οι επιστήμονες μπορούν να χειρίζονται άτομα σε θερμοκρασία δωματίου και το ίδιο αναμένεται να συμβεί με την τεχνολογία που παρουσιάζει τώρα ο Ρεπ.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Science.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ

Ειδήσεις Σήμερα: