دستکاری سطح با نوک عامل‌دار شده میکروسکوپ AFM

محققان با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و عامل‌دار کردن نوک این میکروسکوپ اقدام به دستکاری اتم‌های سطح کردند. برای این کار نوک با استفاده از اتم منفرد هیدروژن عامل‌دار شده و روی سطح کشیده می‌شود.

کد خبر: ۶۲۳۹۴۱

يکشنبه - ۱۵ مرداد ۱۳۹۶ / August 06, 2017

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ محققان با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و عامل‌دار کردن نوک این میکروسکوپ اقدام به دستکاری اتم‌های سطح کردند. برای این کار نوک با استفاده از اتم منفرد هیدروژن عامل‌دار شده و روی سطح کشیده می‌شود.
محققان نشان دادند که با استفاده از حسگر میکروسکوپ نیروی اتمی می‌توان اتم منفرد هیدروژن را به‌صورت عمودی دستکاری کرد. از این ابزار می‌توان برای مشخصه‌یابی و مهندسی ساختار پیوند‌ها در ادوات نانوالکترونیکی استفاده کرد.
محققان این پروژه نشان دادند که نوک میکروسکوپ AFM می‌تواند روی سطح حرکت کرده و پیوند Si-H را تحت تأثیر قرار دهد. با این کار یک اتم هیدروژن جذب شده و می‌توان آن را روی نقطه دیگر قرار داد.
این گروه تحقیقاتی از نوک دارای اتم منفرد هیدروژن برای این کار استفاده کردند. با نزدیک کردن نوک عامل‌دار به سطح و در فقدان بایاس یا جریان، یک پیوند کووالانسی میان اتم سیلیکون و هیدروژن شکل می‌گیرد.
با استفاده از منحنی (Δfz) و تصاویر گرفته شده از سطح، محققان تأیید کردند که واکنش مورد نظر اتفاق افتاده است. محققان این پروژه در مقاله خود نوشته‌اند: بسیار واضح است که نوک دارای گروه عاملی برای مشخصه‌یابی قابل استفاده است. این نوک می‌تواند به‌صورت مؤثری مولکول جذب شده روی سطح فلز را مشخصه‌یابی کند. البته برای سیستم‌های مختلف باید از نوک‌های مناسب و مرتبط به همان سیستم‌ها استفاده نمود. چگونگی آماده‌سازی و شناسایی چنین نوک‌هایی در این پروژه به تفصیل توضیح داده شده‌است. نوک‌های دارای عامل هیدروژن می‌توانند برای تعیین مشخصات و تغییر ساختار پیوندی یک سطح مورد استفاده قرار گیرند. برای این کار به‌صورت انتخابی یک مولکول از روی سطح سیلیکون برداشته می‌شود.
علاوه بر میکروسکوپ AFM، در این پروژه از میکروسکوپ STM نیز برای تصویربرداری و بررسی سطح استفاده شده‌است. نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان در نشریه Atomic White-Out: Enabling Atomic Circuitry through Mechanically Induced Bonding of Single Hydrogen Atoms to a. Silicon Surface منتشر ACS Nano شده‌است.