Esimene pilt molekuli elektrilaengutest

Teadlased esitasid äsja esimesi pilte üksiku molekuli laengujaotusest, millel on näha väga keerukat ,,elektronide tantsu”.

Üksikute aatomite laenguid on ka varem mõõdetud, kuid elektronide tantsu pildile püüdmine on sellest tunduvalt keerukam, kirjutab BBC.co.uk.

See teedrajav mõõtmine võib heita valgust mitmetele looduses tuntud laengutranspordi protsessidele.

Uurimuse läbi viinud Zürichi IBMi teadlastegrupp on varem mõõtnud ka üksikute aatomite laengut ning teinud ka esimese pildi üksikust molekulist – teatud mõttes on antud uurimus nende kahe vaate kombinatsioon.

Siiski kasutatakse uues uurimuses erinevat meetodit: nn. Kelvini sondmikroskoopi. See mikroskoop on tavalise aatomjõumikroskoobi, mille abil tehti 2009. aastal maailma esimene molekulaarpilt, erivariant. Seadme töötamiseks on vaja väikest terava otsaga kangi (kõigest ligi miljardiku meetrise läbimõõduga), mille tipus oleks vaid üks molekul. Kangi hoitakse skaneerimise ajal madala pinge all ning liigutatakse seejuures üle palju suurema X-kujulise ftalotsüaniini molekuli.

Kui mikroskoopi sondi laetud teravik ftalotsüaniini laengutega kohtub, hakkab selle kang kindlal viisil kõikuma, näidates täpselt ära elektronide asukohad.

Ftalotsüaniini trikk on aga see, et sellele otse pinge rakendamise tagajärjel vahetavad selle keskmes olevad kaks vesiniku aatomit üksteisega kohad, mistõttu elektronid liiguvad X-i vastasotstesse. Uurimuses kasutatud meetodi abil sai seda laengujaotuse muutust otseselt jälgida.

Kombineerides antud meetodit traditsioonilisematega, võib see lähenemine selgitada erinevaid nanoskaalas toimuvaid nähtusi, tänu millele võivad tuleviku elektroonikaseadmed kiiremini lettidele jõuda.

,,Nüüd on ühe molekuli tasemel võimalik uurida laengu jaotumist siis, kui aatomite ja pinnamolekulide vahel tekivad keemilised sidemed,” sõnas artikli peaautor Fabian Mohn. ,,See on oluline, kuna teadlased soovivad valmistada aatom- ja molekulaarskaalas seadmeid.”

Allikas