(a) Esquema das medições de condutância em função do deslocamento da ponta Δz. (b) Traços de condutância medidos no topo (preto), ponte (verde), hcp (vermelho), e locais fcc (azul) em uma superfície plana de Pb (111), que foram obtidos a partir de cada 10 pontos marcados na imagem STM inserida (1,2 × 1,2nm2, VS =3,8mV, It =30nA) e a média. O painel direito é um zoom da área pontilhada no painel esquerdo. Todos os 100 traços (cinza) obtidos na imagem inserida também são plotados. Os círculos marcados com "Cr" e "Br" indicam as regiões em que ocorre o cruzamento e a ramificação dos traços de condutância, respectivamente. Crédito:arXiv:1504.05494 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org) - Um par de pesquisadores da Universidade de Tóquio encontrou uma maneira de melhorar a tecnologia do microscópio de tunelamento de varredura (STM), onde agora é possível medir a condutância elétrica em locais individuais em e entre átomos individuais. Em seu artigo publicado em Cartas de revisão física , Howon Kim e Yukio Hasegawa descrevem as mudanças que fizeram e o que encontraram usando o novo dispositivo aprimorado.
Um STM é capaz de renderizar imagens de materiais em escala atômica usando uma agulha com uma ponta tão afiada que, na verdade, tem apenas um átomo de tamanho. Para fazer imagens, ele mede os elétrons que saltam da ponta para um material em estudo. Menos conhecida é a capacidade de usar uma ponta STM para tocar os materiais em estudo, para mover átomos ou medir a condutância de um material em escala atômica - devido à ligação que ocorre entre a ponta e os átomos na superfície de outro material. Mas a técnica do toque encontrou alguns problemas, pode causar movimento inadvertido de átomos ou deixar para trás bits de material nanométrico, ambos podem contaminar uma amostra. Neste novo esforço, a dupla de pesquisa encontrou uma maneira de estabilizar a ponta para que nenhum problema ocorresse.
A abordagem deles era usar chumbo, tanto como dica para o STM quanto como material em estudo. Eles também descobriram uma maneira de reduzir o ruído eletrônico e a vibração mecânica - essa combinação permitiu que medissem a condutância de diferentes áreas em um único átomo - pela primeira vez. Também permitiu medir a condutância extraordinariamente perto de átomos e nos espaços, ou buracos que são criados quando dois átomos se tocam.
Ao usar seu novo e aprimorado STM, os pesquisadores descobriram uma capacitância maior no topo de um átomo do que entre eles, ao estudar de uma distância muito próxima. Quando eles permitiram que a ponta tocasse a superfície, as coisas mudaram no entanto, a condutância foi considerada maior nos orifícios, mas variou de acordo com a configuração. Por exemplo, era maior ao medir um buraco onde três átomos se encontravam, do que quando havia apenas dois. Eles acreditam que as diferenças estão relacionadas à ligação química que ocorre.
Os dois pesquisadores planejam usar seu STM modificado para investigar pares de Cooper em chumbo que foi resfriado o suficiente para torná-lo um supercondutor.
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