12 juni 2009
Met het nieuwste model ‘atomic force’-microscoop (AFM) is het mogelijk om de toevoeging van één elektron aan één goud- of zilveratoom te registreren. Dat hebben onderzoekers van IBM in Zwitserland, de universiteit van Regensburg (Duitsland) en de Universiteit van Utrecht deze week in Science vastgesteld. De onderzoekers voorzagen een kopersubstraat van een ultradun laagje NaCl. Daaraan lieten ze losse goud- of zilveratomen adsorberen. Vervolgens tastten ze de atomen bij 5 K (-268 graden Celsius) af met de AFM-naald. Wanneer een goudatoom werd voorzien van één extra elektron, en de AFM-naald er 4,8 Angstrom boven hing, bleek de kracht op die naald ongeveer 11 piconewton groter te worden. Bij 6 Angstrom was het verschil nog 2 piconewton. De AFM bleek dit met een resolutie van minder dan 1 piconewton te kunnen meten. 'This milestone opens up new possibilities in the exploration of nanoscale structures and devices at the ultimate atomic and molecular limits. The results hold potential to impact a variety of fields such as molecular electronics, catalysis or photovoltaics', zo zegt Gerhard Meyer, een van de onderzoeksdirecteuren van IBM's Research Laboratory in Zurich.
Moleculaire elektronica richt zich op het gebruiken van moleculen als functionele bouwblokken voor toekomstige computerapparatuur. Hierdoor wordt Atomic Force Microscopy (AFM) een belangrijke onderzoeksmethode. Wetenschappers voorspellen dat toekomstie computeronderdelen aanzienlijk kleiner, sneller en energie-efficient zullen zijn dan die van vandaag de dag. 'The AFM with single-electron-charge sensitivity is a powerful tool to explore the charge transfer in molecule complexes, providing us with crucial insights and new physics to what might one day lead to revolutionary computing devices and concepts', zo zegt Gerhard Meyer, die het STM- en AFM-gerelateerd onderzoek leidt. Leo Gross, een van de leidende onderzoekers, stelde dat 'the milestone also holds promise for other areas of impact beyond nanoscale computing. The charge state and charge distribution are critical in catalysis and photoconversion. Mapping the charge distribution on the atomic scale might deliver insight into fundamental processes in these fields'.
