p Os pesquisadores do NIST demonstraram a montagem autônoma controlada por computador de átomos em nanoestruturas perfeitas usando um microscópio de tunelamento de varredura de baixa temperatura. Os resultados, publicado em um artigo convidado no Revisão de instrumentos científicos , mostram a construção sem intervenção humana de nanoestruturas bidimensionais confinadas quânticas usando átomos ou moléculas únicas em uma superfície de cobre. p Um dos principais objetivos da nanotecnologia é desenvolver as chamadas tecnologias "de baixo para cima" para organizar a matéria à vontade, colocando os átomos exatamente onde se deseja, a fim de construir nanoestruturas com propriedades ou funções específicas. Os pesquisadores, liderado por Robert Celotta e Joseph Stroscio do CNST, demonstraram os primeiros passos para alcançar essa capacidade usando o modo de manipulação de átomos de um microscópio de tunelamento de varredura (STM) em combinação com algoritmos de movimento autônomo.

p O time, que inclui Stephen Balakirsky (anteriormente na EL e agora na Georgia Tech), Aaron Fein (PML), Frank Hess (anteriormente no CNST), e Gregory Rutter (anteriormente no CNST e agora na Intel), usaram algoritmos autônomos para manipular átomos e moléculas individuais, muito parecido com os algoritmos para dirigir um carro "sem usar as mãos". O sistema funciona primeiro examinando as localizações dos átomos disponíveis na superfície. Em seguida, especifica as coordenadas desejadas de átomos de uma nanoestrutura, e calcula e dirige autonomamente as trajetórias para a ponta de prova STM para mover todos os átomos para seus locais desejados.

p A equipe conseguiu demonstrar que poderia construir autonomamente átomos de cobalto em nanoestruturas que confinam as propriedades quânticas dos elétrons da superfície do cobre. Em seguida, usou o STM para medir essas propriedades. Além de demonstrar a construção de nanoestruturas feitas de átomos, eles demonstraram que era possível construir redes em nanoescala feitas de moléculas de monóxido de carbono e customizar pontos quânticos interagentes formados a partir de lacunas nas redes de monóxido de carbono.

p Os pesquisadores acreditam que uma abordagem baseada na construção autônoma de átomos e moléculas usando esta técnica poderia ser a base para um kit de ferramentas de fácil acesso para a produção de estados quânticos sob medida com aplicações em processamento de informação quântica e nanofotônica.