Группа физиков из Великобритании провела испытания сверхминиатюрного переключателя, составленного из двух атомов.

В экспериментах использовалась кремниевая поверхность с размещёнными на ней димерами, спаренными атомами Si. Эти связки располагаются под углом к плоскости и при комнатной температуре повторяют движение простейших детских качелей в виде уравновешенной в центре доски: каждая частица то поднимается вверх, то опускается вниз. Если кремний охладить, колебания прекращаются, и димеры застывают в одной из двух позиций.

Рис. 1. Поверхность кремния с димерами и подносимая к ней атомарная игла (иллюстрация Sam Jarvis).

Ранее было показано, что положение «замороженных» димеров меняется под действием слабого электрического тока. Новые опыты проводились по обратной схеме: нужное положение переключателей британцы устанавливали механическим путём, изменяя тем самым электропроводность кремния и контролируя протекание тока.

Манипулировать димерами помогал атомно-силовой микроскоп, оснащённый иглой из вольфрамовой проволоки с кончиком атомарного диаметра. Охладив образец примерно до 5 К, учёные подносили иглу к атому, который находился в нижнем положении; частица стремилась сблизиться с проволокой и поднималась вверх, меняя состояние переключателя. Второй компонент димера при этом, естественно, уходил вниз, и приближение иглы к нему возвращало тумблер в прежнюю позицию.

Такую методику переключения простой не назовёшь, и на практике она использоваться не будет.

«Мои заокеанские коллеги дошли до фундаментального предела миниатюризации, но прямого отношения к технологическому прогрессу эта работа не имеет», — говорит профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Пол Вайс (Paul Weiss).

Сотрудник Ноттингемского университета Филип Мориарти (Philip Moriarty) энергично рассказывает о димерном переключателе и конструкции микроскопа, демонстрирует экспериментальную установку и делится своими взглядами на систему экспертной оценки статей в научных журналах:

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Physical Review Letters.