p A nanotecnologia é uma ciência próspera. Peças para computadores, por exemplo, estão se tornando menores e mais precisas a cada minuto. Um dos computadores mais eficientes seria o chamado computador quântico. Até agora, sua existência tem sido apenas um conceito baseado nas leis da mecânica quântica. Aqui, a capacidade de controlar o estado de átomos individuais é decisiva. Pela primeira vez, cientistas da Universidade de Kiel conseguiram mover átomos isolados verticalmente dentro de um cristal. Isso é importante para o desenvolvimento de nanoestruturas. Simultaneamente, os físicos descobriram um método para medir o comportamento semelhante a um transistor de átomos individuais. Essas descobertas foram publicadas recentemente na revista científica Nature Communications (Janeiro, 3º, 2014), bem como no renomado Cartas de revisão física . p Ao fabricar nanoestruturas, o entendimento, a análise e o manuseio de materiais apresentam grandes desafios. Um material amplamente utilizado e investigado para piezo-, micro-, e os dispositivos optoeletrônicos são óxido de zinco (ZnO). Como um semicondutor, ele é integrado a diodos emissores de luz (LED) e visores LCD. Também, ele é usado como nanofios em tecnologia de medição elétrica. Algumas de suas propriedades - como a condutividade do material puro - ainda não foram compreendidas. Um grande passo para resolver este mistério foi recentemente dado pelo Dr. Hao Zheng, Dr. Alexander Weismann e Professor Richard Berndt do Instituto de Física Experimental e Aplicada da Universidade de Kiel. Enquanto fazia experiências no Collaborative Research Center "Magnetoelectric Compposites - Future Biomagnetic Interfaces, "Zheng estava analisando o óxido de zinco com o microscópio de tunelamento (STM). Este dispositivo é capaz de gerar imagens de cristais em escala atômica. Ele descobriu estruturas circulares na superfície irregular." Descobrimos que são resultado de átomos de zinco que foram posicionado incorretamente na estrutura cristalina ", diz Zheng.

p Cada um dos átomos descobertos apresentava dois anéis - uma prova clara de que pode doar dois elétrons. "Estudamos toda a literatura científica para descobrir que ninguém havia provado até agora porque o óxido de zinco é condutor. A conclusão lógica era que a razão deve estar nos átomos de zinco recém-descobertos, que ocorrem naturalmente neste material. "

p Pesquisas posteriores levaram o Dr. Zheng a descobrir que o tamanho do anel pode variar enquanto é exposto a experimentos no microscópio de varredura por tunelamento. Ele pediu a ajuda de seu colega Weismann, que é um especialista em cálculo de modelo. "O cálculo deu a entender que o diâmetro do anel revelava algo sobre a profundidade dos átomos abaixo da superfície", diz Weismann. Com isso, ficou claro que Zheng havia descoberto uma maneira de alterar a posição de um átomo na largura de um único átomo. "Esta é a primeira vez que um único átomo é movido controladamente dentro de um cristal com precisão atômica", Weismann enfatiza. "Essa capacidade será útil ao projetar nanoestruturas em laboratórios."

p Junto com suas outras descobertas, os cientistas da Universidade de Kiel observaram um comportamento semelhante ao dos transistores. Este componente, que é usado em computadores aos milhões, geralmente requer três eletrodos de contato. Ao trabalhar com nanoestruturas, como átomos, que medem apenas 0,3 nanômetros, três eletrodos inevitavelmente causariam um curto-circuito. "Com a ajuda do STM, descobrimos um método que só precisa de dois eletrodos, um dos quais é móvel. "Este também é um passo importante para o manuseio de nanoestruturas.