Свойство атомов собираться в структуры может быть использовано в микроэлектронике и компьютерах

Американским физикам из Национальной Лаборатории Sandia в Альбукерке, Нью-Мексико, впервые удалось проследить в деталях явление выстраивания групп атомов в линии и структуры. Механизм явления еще не выяснен досконально, и теперь исследователям предстоит пронаблюдать, как этот процесс проходит в различных условиях. Это позволит определить параметры, влияющие на поведение атомов. Ученые надеются, что в итоге им удастся заставить атомы собираться в нужном порядке для создания полезных структур, например, электронных и фотонных компонентов для компьютеров.

Когда исследователи помещали атомы свинца на медную поверхность, те образовывали точки. При добавлении новых атомов они сами собой выстраивались в линии. Наблюдая за происходящим в электронный микроскоп, ученые заметили, что атомы "самоорганизовывались" по выражению одного из исследователей, как будто двигаясь в рамках "единого плана".

Эффект давно предсказывался теорией - сочетание конкурирующих сил притяжения и отталкивания атомов могло приводить к спонтанному образованию упорядоченных структур. Но далеко не все ученые верили, что такое необычное поведение возможно на самом деле, и считали теорию ошибочной.

И вот исследователи показали, что атомы действительно способны упорядочиваться сами по себе. "Эта работа, впервые явно подтвердившая ожидаемое образование структур, поможет понять новую физику свойств вещества, которые проявляются в таких малых масштабах", - сказал руководитель проекта доктор Гари Келлогг (Gary Kellogg).

Путем сшивания таких структур размером порядка нескольких нанометров можно будет создавать новые материалы со специфическими свойствами, отвечающими требованиям потребителей. Келлогг добавляет: "Новая работа дает нам представление о том, как природа делает организует подобные процессы, и как человек может их воспроизвести". Ученые надеются определить внешние факторы, управляющие явлением, и целенаправленно использовать их. Одним из возможных применений может стать создание фотонных решеток, светопроводящих сетей из кремниевых нитей, которые могут послужить основой технологии производства компьютеров будущего.