Tapi sekarang tim University of Wisconsin-Madison peneliti telah menemukan cara untuk efek seperti waktu di skala nanometer, pada dasarnya clocking gerakan atom seperti yang dimanipulasi dengan menggunakan medan listrik.
Pencapaian, dilaporkan dalam edisi baru-baru ini sebagian besar jurnal Physical Review Letters , adalah penting karena memberikan para ilmuwan cara untuk probe dimensi lain bahan's struktur pada skala nanometer. Menambahkan dimensi waktu untuk melihat mereka nanoworld janji-janji untuk meningkatkan kemampuan untuk mengembangkan bahan-bahan untuk aplikasi memori lebih baik di mikroelektronika dari segala jenis, antara lain.
"Sekarang kami memiliki alat untuk melihat ke dalam perangkat dan melihat cara kerjanya pada skala spasial nanometer dan skala waktu nanodetik," kata Alexei Grigoriev, seorang postdoctoral sesama UW Madison dan penulis utama dari kertas Review Letters Fisik .
Dengan munculnya nanoteknologi, kemampuan untuk membuat perangkat dan produk pada skala yang diukur dalam atom telah menjamur. Sudah, produk dengan elemen-elemen dibuat di skala nano adalah di pasar, dan ilmuwan terus mengasah teknologi, yang memiliki aplikasi potensial di bidang mulai dari elektronika digital untuk pasta gigi.
Alat tradisional nanoteknologi - mikroskop kekuatan atom dan scanning tunneling microscope - memungkinkan para ilmuwan untuk melihat atom, tapi tidak tanggapan mereka terhadap peristiwa, yang pada skala yang terjadi atas perintah dari miliar detik atau kurang.
Kemampuan untuk kejadian waktu yang terjadi pada bahan yang digunakan dalam nanofabrication berarti bahwa ilmuwan sekarang dapat melihat aktivitas dinamis pada skala atom pada material kunci saat mereka terungkap. kemampuan itu, pada gilirannya, menjanjikan pemahaman yang lebih rinci - dan manipulasi potensi - dari sifat-sifat materi tersebut.
Pekerjaan Wisconsin telah dicapai dengan menggunakan Argonne National Laboratory's Advanced Sumber Foton, sumber cahaya sinkrotron mampu menghasilkan sangat ketat terfokus berkas sinar-X. Para peneliti Wisconsin, dalam kelompok yang dipimpin oleh ilmu material dan teknik Profesor Paul Evans, fokus sinar X-ray pada film tipis dari bahan feroelektrik tumbuh oleh kelompok lain Wisconsin dipimpin oleh ilmu material dan teknik Profesor Chang-Beom Eom.
X-ray, menurut Grigoriev, dikirim ke sampel di pulsa cepat atas area tidak lebih besar dari ratusan nanometer, satu sepuluh juta meter.
bahan Ferroelektrik menanggapi medan listrik dengan memperluas atau mengontrak kisi kristal struktur mereka. bahan Ferroelektrik juga menunjukkan milik sisa polarisasi, di mana atom disusun kembali sebagai respons terhadap sinyal-sinyal listrik. Properti ini memungkinkan kristal feroelektrik kecil untuk digunakan sebagai elemen kenangan digital.
"Secara fisik, atom switch posisi," jelas Grigoriev. "Dan sebagai perangkat didorong untuk ukuran yang lebih kecil, mereka harus beralih dalam waktu yang sangat singkat.. Ini baru memerlukan alat untuk melihat dinamika tersebut"
Menggunakan sinar-X dari Sumber Foton Advanced dan mengukur bagaimana sinar-X tercermin sebagai atom dalam material beralih posisi, para peneliti Wisconsin mampu jam acara tersebut.
Sebagai suatu material terkena sinar X dan sinyal-sinyal listrik, "Anda dapat melihat dalam waktu bagaimana struktur kristal (bahan) perubahan sebagai menjalar polarisasi switching melalui kisi-kisi," jelas Grigoriev.
Teknik yang dikembangkan oleh Evans, Grigoriev dan rekan mereka adalah kombinasi dari dua teknik yang sudah ada, membuat teknologi yang mudah diakses untuk ilmu pengetahuan. Ini mungkin juga dapat diterapkan untuk mempelajari fenomena seperti magnetik dan disipasi panas dalam struktur mikroelektronik.
http://www.wisc.edu
