الأدوات متناهية الصغر أصبحت ممكنة الآن

دأبت مجموعة من الباحثين على استخدام التيار الكهربائي لترحيل الذرات في أنابيب نانوية من الكربون والجرافين¹، وهدفها النهائي يتمثل في تصميم أجهزة إلكترونية متناهية الصغر بقياس ذرِّي.

من الممكن أن يؤدي التعرُّض المديد لتيار شديد إلى إعادة ترتيب الذرات، ولكن إلى وقت حدوث هذه التجربة، لم يكن واضحًا كيف يعمل هذا بالنسبة لأنابيب الكربون النانوية والجرافين.

باستخدام شفرة كمبيوتر ومحاكاة للمبدأ الأول، تحقق فيزيائيون من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية، وكلية ترينيتي في إيرلندا، من الحركة الموجّهة المحفزة بالتيار الكهربائي لذرات الكربون الممتزة (adatoms) على أسطح أنابيب الكربون النانوية والجرافين.

في الأجهزة الكربونية الأساس، يمكن للذرات الممتزة أن تتحرك بالنتيجة عند تطبيق تيار نابض. يقلل التيار من حاجز الطاقة الذي يُفترض أن تتغلب عليه الذَّرَّة عندما تتحرك بين موقعين.

هذا التناقص اتجاهيّ - فالحاجز يرتفع عندما تتحرك الذرات الممتزّة بعكس تدفق التيار، ولكنه يتناقص عندما تتحرك الذرات الممتزة في الاتجاه المعاكس مماثلًا لجهة تدفق التيار. ويقول الباحثون إن الذرات الممتزة تكسب أيضًا طاقة كبيرة عندما تنتقل مهاجرة على طول المسار الذي يحدده التيار. 

"في المستقبل، ستتيح لنا هذه التقنية التحكم بالتفاعلات الكيميائية الصعبة، ومعالجة أشباه الموصلات، وابتكار الترانزستورات عالية الأداء"، كما يقول الباحث الرئيسي أودو شوينجنشلوجل.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.