(a) Schematisk över konduktansmätningarna som en funktion av spetsförskjutningen Δz. (b) Konduktansspår mätt på toppen (svart), bro (grön), hcp (röd), och fcc (blå) platser på en plan Pb (111) yta, som erhölls från varje 10 punkter markerade i den infogade STM -bilden (1,2 × 1,2nm2, VS =3,8 mV, Det =30nA) och i genomsnitt. Den högra panelen är en zoomning av det prickade området i den vänstra panelen. Alla 100 spår (grå) tagna i den infällda bilden är också plottade. Cirklarna märkta "Cr" och "Br" indikerar regionerna där konduktansspårens överkorsning och förgrening sker, respektive. Kredit:arXiv:1504.05494 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org) - Ett par forskare vid University of Tokyo har hittat ett sätt att förbättra teknik för att skanna tunnelmikroskop (STM) där det nu är möjligt att mäta elektrisk konduktans på enskilda platser på och mellan enskilda atomer. I sitt papper publicerat i Fysiska granskningsbrev , Howon Kim och Yukio Hasegawa beskriver de förändringar de gjorde och vad de hittade med den nyligen förbättrade enheten.
En STM kan återge bilder av atomär material genom att använda en nål med en spets så skarp att den faktiskt bara är en atom i storlek. För att göra bilder mäter det elektroner som hoppar från spetsen till ett material som studeras. Mindre välkänd är möjligheten att använda ett STM -tips för att röra vid material som studeras, att flytta atomer eller mäta konduktans av ett material i atomskala - på grund av bindningen som uppstår mellan spetsen och atomer på ytan av ett annat material. Men den rörande tekniken har stött på några problem, det kan orsaka oavsiktlig rörelse av atomer eller lämna bakom nanosiserade materialbitar, som båda kan förorena ett prov. I denna nya insats, forskningsduon hittade ett sätt att stabilisera spetsen så att inget problem uppstår.
Deras tillvägagångssätt var att använda bly, både som tips för STM och som material som studeras. De hittade också ett sätt att minska elektroniskt brus och mekaniska vibrationer - den kombinationen gjorde att de kunde mäta konduktansen hos olika områden på en enda atom - en första. Det tillät också att mäta konduktans utomordentligt nära atomer och i utrymmena, eller hål som skapas när två atomer vidrör varandra.
När de använder sin nya och förbättrade STM, forskarna hittade en högre kapacitans ovanpå en atom än mellan dem, när man studerar på mycket nära avstånd. När de tillät spetsen att röra vid ytan, saker förändrades dock, konduktansen befanns vara större i hålen, men det varierade beroende på konfiguration. Till exempel, det var större när man mätte ett hål där tre atomer möttes, än när det bara var två. De tror att skillnaderna är relaterade till den kemiska bindningen som uppstår.
De två forskarna planerar sedan att använda sin modifierade STM för att undersöka Cooper -par i bly som har svalnat tillräckligt för att få det att bli en superledare.
© 2015 Phys.org
