Forskare vid Aalto University har tillverkat konstgjorda material med konstruerade elektroniska egenskaper. Genom att flytta enskilda atomer under deras mikroskop, forskarna kunde skapa atomgitter med ett förutbestämt elektriskt svar. Möjligheten att exakt ordna atomerna på ett prov för "designer quantum materials" ett steg närmare verkligheten. Genom att ordna atomer i ett gitter, det blir möjligt att konstruera materialets elektroniska egenskaper genom atomstrukturen.

Arbeta vid en temperatur på fyra grader Kelvin, forskarna använde ett scanning tunneling microscope (STM) för att ordna lediga platser i ett enda lager av kloratomer stödda på en kopparkristall.

"Kortensstämmelsen mellan atomstruktur och elektroniska egenskaper är naturligtvis vad som händer i verkliga material också, men här har vi full kontroll över strukturen. I princip, vi kan rikta in någon elektronisk egendom och implementera den experimentellt ", säger Dr Robert Drost som utförde experimenten vid Aalto-universitetet.

Med hjälp av deras atomsammansättningsmetod, forskargruppen visade fullständig kontroll genom att skapa två verkliga strukturer inspirerade av grundläggande modellsystem med exotiska elektroniska egenskaper.

Tillvägagångssättet är inte heller begränsat till det klorsystem som valts av forskargruppen. Samma metod kan tillämpas i många välkända system inom yt- och nanovetenskap och skulle till och med kunna anpassas till mesoskopiska system, som kvantprickar, som styrs genom litografiska processer.

"Det finns många fascinerande teoretiska förslag som inte finns i verkliga material. Detta är vår chans att testa dessa idéer experimentellt", förklarar akademiforskare Teemu Ojanen vid Aalto-universitetet.