p A equipe de Toma Susi da Universidade de Viena usa um microscópio eletrônico de última geração, o UltraSTEM, para manipular materiais fortemente ligados com precisão atômica. Uma vez que os instrumentos são totalmente informatizados, é possível mostrar em uma simulação como os pesquisadores realmente os utilizam. Isso permite apresentações atraentes e bastante realistas das pesquisas mais recentes em ciência dos materiais. Um jogo de simulação em exibição no Museu Técnico de Viena em uma exposição especial já está disponível online, junto com o mais recente avanço da pesquisa de manipulação de impurezas de silício em nanotubos de carbono de parede única. p Os microscópios eletrônicos permitem uma resolução muito maior do que os microscópios ópticos. Enquanto microscópios ópticos criam imagens usando luz visível e, portanto, podem imagens de objetos até um milésimo de milímetro, microscópios eletrônicos usam feixes de elétrons e podem gerar imagens de objetos muito menores, até átomos individuais, como as impurezas de silício na estrutura do grafeno. O microscópio eletrônico de transmissão de varredura Nion UltraSTEM da Universidade de Viena permite uma ampliação de 50 milhões X, e é totalmente controlado por computador. Uma vez que o contraste da imagem depende de quanto os elétrons estão espalhados em cada local, o que, por sua vez, é determinado pela carga do núcleo, com o silício tendo mais prótons do que o carbono - os pesquisadores podem ver diretamente onde as impurezas estão localizadas.

p Além da imagem, o feixe de elétrons focalizado do microscópio pode ser usado para mover os átomos. Cada elétron do feixe tem uma pequena chance de ser espalhado de volta pelo núcleo do átomo alvo, dando ao átomo um pequeno empurrão na direção oposta, conforme revelado por pesquisas anteriores do grupo. O feixe de elétrons varre uma amostra de grafeno linha por linha, revelando as localizações dos átomos de carbono que compõem a rede, bem como as impurezas de silício mais brilhantes. Na prática, o feixe de elétrons é direcionado movendo o cursor do mouse na tela do computador, que controla a eletrônica do microscópio. "Então, na verdade, estamos jogando um jogo de computador para fazer nossa pesquisa, "Susi explica." Eu costumava jogar muitos jogos quando era mais jovem, e noto que sou mais rápido do que alguns de meus colegas mais jovens, mais acostumados com telas sensíveis ao toque. "

p O jogo de simulação faz parte de uma exposição especial que foi inaugurada em novembro passado no Museu Técnico de Viena, e também apresenta amostras típicas usadas para a pesquisa, bem como informações sobre a física subjacente. Agora, para alcançar um público ainda maior, a equipe está lançando um site com o mesmo conteúdo, incluindo uma versão baseada em navegador do jogo de simulação chamado "Atom Tractor Beam". O nome é inspirado no conceito de ficção científica de um atraente feixe de energia popularizado por Jornada nas Estrelas . "O nome é apropriado, uma vez que as impurezas de silício se movem para o local onde o cursor está apontado, como se atraído pelo feixe de elétrons, Susi conclui.

p Concomitantemente com o lançamento do site, a equipe relatou seu mais recente avanço de pesquisa na manipulação de átomos em um artigo publicado pela Materiais Funcionais Avançados . Nesse trabalho, a equipe demonstra que as impurezas de silício, que até agora foram estudados em grafeno, também podem ser controlados de forma controlada em nanotubos de carbono de parede única. Uma vez que estes são confinados, estruturas unidimensionais, esse avanço pode permitir novos tipos de dispositivos eletrônicos sintonizáveis.