Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Mengikuti Atom secara Real Time Dapat Menghasilkan Jenis Material dan Perangkat Teknologi Kuantum Baru

Para peneliti telah menggunakan teknik yang mirip dengan MRI untuk mengikuti pergerakan atom individu secara real time saat mereka berkumpul bersama untuk membentuk bahan dua dimensi, yang merupakan lapisan atom tunggal yang tebal.

Hasilnya, dilaporkan dalam jurnal  Physical Review Letters , dapat digunakan untuk merancang jenis material baru dan perangkat teknologi kuantum. Para peneliti, dari University of Cambridge, menangkap pergerakan atom dengan kecepatan delapan kali lipat terlalu cepat untuk mikroskop konvensional.

IMAGES
Gambar: www.thoughtco.com

Bahan dua dimensi, seperti graphene , memiliki potensi untuk meningkatkan kinerja perangkat yang ada dan baru, karena sifatnya yang unik, seperti konduktivitas dan kekuatan yang luar biasa. Bahan dua dimensi memiliki berbagai aplikasi potensial, dari bio-sensing dan pengiriman obat hingga informasi kuantum dan komputasi kuantum . Namun, agar bahan dua dimensi mencapai potensi penuhnya, sifat-sifatnya perlu disetel dengan baik melalui proses pertumbuhan yang terkontrol.

"Teknik ini bukan yang baru, tapi tidak pernah digunakan dengan cara ini, untuk mengukur pertumbuhan material dua dimensi." Nadav Avidor

Bahan-bahan ini biasanya terbentuk ketika atom 'melompat' ke substrat pendukung sampai mereka menempel pada kelompok yang sedang tumbuh. Mampu memantau proses ini memberi para ilmuwan kendali lebih besar atas bahan jadi. Namun, untuk sebagian besar bahan, proses ini terjadi begitu cepat dan pada suhu tinggi sehingga hanya dapat diikuti dengan menggunakan snapshot dari permukaan beku, menangkap satu momen daripada keseluruhan proses.

Sekarang, para peneliti dari University of Cambridge telah mengikuti seluruh proses secara real time, pada suhu yang sebanding dengan yang digunakan dalam industri.

Para peneliti menggunakan teknik yang dikenal sebagai 'helium spin-echo', yang telah dikembangkan di Cambridge selama 15 tahun terakhir. Teknik ini memiliki kesamaan dengan magnetic resonance imaging (MRI), tetapi menggunakan berkas atom helium untuk 'menerangi' permukaan target, mirip dengan sumber cahaya di mikroskop sehari-hari.

“Dengan menggunakan teknik ini, kita dapat melakukan eksperimen mirip MRI dengan cepat saat atom-atom berhamburan,” kata Dr Nadav Avidor dari Laboratorium Cavendish Cambridge, penulis senior makalah tersebut. “Jika Anda memikirkan sumber cahaya yang menyinari foton pada sampel, saat foton itu kembali ke mata Anda, Anda dapat melihat apa yang terjadi pada sampel.”

Alih-alih foton, Avidor dan rekan-rekannya menggunakan atom helium untuk mengamati apa yang terjadi pada permukaan sampel. Interaksi helium dengan atom di permukaan memungkinkan gerakan spesies permukaan untuk disimpulkan.

Dengan menggunakan sampel uji atom oksigen yang bergerak di permukaan logam rutenium, para peneliti mencatat pemecahan spontan dan pembentukan gugus oksigen, hanya beberapa atom dalam ukuran, dan atom yang dengan cepat berdifusi di antara gugus.

“Teknik ini bukan yang baru, tetapi belum pernah digunakan dengan cara ini, untuk mengukur pertumbuhan material dua dimensi,” kata Avidor. “Jika Anda melihat kembali sejarah spektroskopi, probe berbasis cahaya merevolusi cara kita melihat dunia, dan langkah selanjutnya – probe berbasis elektron – memungkinkan kita untuk melihat lebih banyak lagi.

“Kami sekarang melangkah lebih jauh dari itu, ke probe berbasis atom , memungkinkan kami untuk mengamati lebih banyak fenomena skala atom. Selain kegunaannya dalam desain dan pembuatan material dan perangkat masa depan, saya senang mengetahui apa lagi yang bisa kita lihat.”

Powered By NagaNews.Net