Ученые показали «танцующие» атомы кремния

Физики из Национальной лаборатории Оук-Ридж запечатлели «танцующие» атомы кремния. Статью об этом ученые опубликовали в журнале «Nature» Краткое содержание статьи доступно, в пресс-релизе на сайте лаборатории. Там же размещено видео (.mov) «танца».

Ученые продемонстрировали необычное поведение частиц, поместив атомы кремния на пластинку из графена толщиной в один атом. Шесть атомов кремния, сгруппированные в кластеры, зафиксировались благодаря порам в графене. После этого ученые направили на конструкцию электронный микроскоп, после чего атомы кремния начали двигаться.

Проводившие эксперимент физики пояснили, что атомы в движение приводит энергия светового пятна, которое микроскоп проецирует на наблюдаемую поверхность. Из-за этого начинает двигаться один атом, который передает энергию всем остальным, после чего они присоединяются к «танцу».

Ученые отметили, что важность открытия заключается не в самом «танце» (который наблюдался физиками ранее), а в определенных его последовательностях. Физики обратили внимание, что движущийся атом совершает колебания между двумя позициями, перемещаясь и возвращаясь. По мнению ученых, это значит, что изменения в структуре кластера обратимы.

В своем исследовании физики подчеркивают, что это открытие может быть использовано в изучении того, как различные конфигурации атомов меняют свойства материала. По их словам, это может в будущем дать новые возможности «регулировки» электронных и оптических свойств предметов.

В широком смысле кластеры это группы атомов размеров от молекулы до твердого тела, на примере которых изучаются всевозможные промежуточные состояния вещества, в том числе кристаллическое и жидкое.

Национальная лаборатория Оук-Ридж проводит исследования для Министерства энергетики США. Лаборатория была создана в 1942 году в рамках так называемого «Манхэттенского проекта».