Ионно-лучевые приспособления с использованием холодных атомов

Ученые из американского Технологии и Национального Института Стандартов (NIST) представили принципиально новый метод фокусировки потока ионов в точку, диаметр которой образовывает менее одного нанометра. Потому, что возможности нового подхода очень вариабельны в зависимости от природы ионов, возможно ожидать его применения в широком диапазоне современных нанотехнологий – от узких операций по трансформации особенностей полупроводниковых поверхностей до получения высоко разрешенных изображений наноструктур, превосходящих по качеству возможности электронных микроскопов.

По большому счету, ионно-лучевые способы смогут обеспечить значительно лучшее изображение наноразмерных поверхностей если сравнивать с традиционоой электронной микроскопией, но самый распространенный подход при таких условиях – это использование иглы с железной поверхностью, создающей узко сфокусированный пучок ионов галлия. Для таковой фокусировки требуется высокая энергия, а обработка маленького участка примера ведет к его загрязнению, наряду с этим тяжелые ионы галлия повреждают изучаемую поверхность. Попытки применения в подобной разработке других типов ионов не смогли дать удовлетворительных результатов, потому, что ионные пучки не владели нужной яркостью либо интенсивностью, нужной для бомбардировки большинства материалов.

Команда ученых из NIST разглядела второй подход к созданию сфокусированного ионного пучка с целью добиться отсутствия загрязняющего и повреждающего пример эффектов. Для этого посредством наложения магнитных лазерного излучения и полей ученые создали ловушку для атомов, каковые удерживаются и охлаждаются в ней до сверхнизких температур.

Еще один лазерный источник ионизирует это «облако» из атомов, а заряженные частицы, ускоряясь и проходя через узкое отверстие, образуют замечательный импульсный ионный пучок. Трудящееся по такому принципу устройство ученые назвали «MOTIS» – источник ионов на базе магнитооптической ловушки.

Джабез Макклиланд, сотрудник NIST трудится над параметрами источника ионов на базе магнитооптической ловушки с целью сфокусировать пучок ионов в нанометровое пятно – новый «нано-скальпель» в руках инженеров в области электроники

«Благодаря возможности лазерного охлаждения атомов до сверхнизких температур, атомы фактически не совершают хаотических перемещений, пребывав в ловушке. Исходя из этого у нас появляется неповторимая возможность ускорить частицы и разогнать их в определенном направлении, приобретая высоко параллельные траектории в пучке, содействующие фокусировке его в весьма мелкое пятно», – говорит Джабез Макклиланд (Jabez McClelland), сотрудник центра наноразмерных изучений в NIST.

Ученые способны распознать мельчайшие уширения образующегося пучка, а возможности способа разрешают легко сфокусировать ионы в пятно, диаметр которого меньше одного нанометра. Первые демонстрации нового подхода были совершены на атомах хрома, разрешающих, подобно атомам галлия проявлять интенсивность и высокую яркость ионного пучка при его применении в качестве «нано-скальпеля». По словам Макклиланда, подобная разработка применима для ионных пучков на базе самых разных атомов, выбор которых зависит от задачи изучения, а также от черт работы ионно-лучевым способом чтобы не было загрязнения примера, и для увеличения контрастности изображений, приобретаемых при помощи ионно-лучевой микроскопии.

Мария Костюкова

Случайные записи:

• Oist-2017: названы победители этапа в петербурге
• Ученые-химики разработали новую технологию получения экологически чистого водородного топлива

Как зарядить аккумулятор без телефона

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Мальчик и его атом — самый маленький фильм в мире

  Компания IBM создала самый мелкий фильм в мире. его атом и Мальчик (A Boy and His Atom) представляет собой минутный фильм, сделанный посредством тысяч…

• Ученым впервые удалось измерить изменения энергии атомов во время химической реакции

  В первый раз в истории современной науки ученым удалось сделать то, что ранее считалось неосуществимым – измерить энергию атомов молекулы на протяжении…

• Российские ученые доказали, что атомы в металлах отталкиваются, а не притягиваются

  Сотрудники химического факультета московского университета имени М.В. Ломоносова узнали, что для многих димеров металлов характерно отталкивающее…

• Солнечные батареи толщиной в несколько атомов

  Интернациональная команда исследователей из Бостонского Университета (University of Boston), Оксфордского Университета (University of Oxford) и…