Компьютерра, 2007 № 10 (678) (Журнал «Компьютерра») - страница 15

Новый тип сканирующего атомно-силового микроскопа удалось разработать международной команде из Японии, Испании и Чехии. Теперь ученые смогут не только точно определить положение отдельных атомов на поверхности образца, но и установить их «личность», выяснив, атомы каких химических элементов где расположены.

С момента своего изобретения в восьмидесятые годы прошлого века сканирующие тончайшей иголкой поверхность образца микроскопы стали мощным инструментом в руках технологов и ученых. С тех пор было предложено множество их вариантов, заточенных под разные приложения. Как правило, для таких микроскопов «прощупать» каждый отдельный атом не составляет труда. Однако атомы разных химических элементов, к сожалению, слишком похожи. И отличить один элемент от другого пока удавалось лишь туннельным микроскопам, и то лишь при температурах, близких к абсолютному нулю. А эти микроскопы, различающие атомы по спектрам туннелирующих с иголки электронов, могут работать только с проводящими материалами. Универсальные, способные иметь дело с любым материалом, атомно-силовые микроскопы отличать разные химические элементы, увы, не умели. Такие микроскопы, как правило, судят об атомном рельефе поверхности по отклонению подпружиненной иголки, кончик которой притягивается или отталкивается от расположенного под ним атома.

В новом варианте динамического атомно-силового микроскопа сканирующую образец алмазную иголку заставляют колебаться. Частота этих колебаний зависит от характера притяжения к ближайшему атому. Вибрирующей иголке удается «почувствовать» силу, действующую на разных расстояниях от атома, включая «близкодействующие» силы химической связи и «дальнодействующую» силу Ван-дер-Ваальса. А этой информации оказывается уже достаточно, чтобы отличить один атом от другого. Правда, при этом надо заранее знать химический состав материала и еще воспользоваться непростой процедурой предварительной калибровки устройства.

В экспериментах при комнатной температуре ученым удалось различить похожие по своим химическим свойствам атомы олова и свинца на подложке из кремния. А поскольку с помощью такой иголки можно еще и перемещать отдельные атомы, теперь у технологов появилась возможность непосредственно встраивать атомы нужных примесей в определенные места наноэлектронного устройства. ГА

Галактион Андреев

Тимофей Бахвалов

Александр Бумагин

Кирилл Галушков

Артем Захаров

Денис Зенкин

Евгений Золотов

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Алексей Левин

Иван Прохоров