Innowacyjne druty są około milion razy cieńszy, niż ludzki włos. Zostały one wykonane w rezultacie podgrzewania atomów złota naniesionych na płytkę germanu o wymiarach 1×3 mm. Cały proces miał miejsce w warunkach próżniowych, w temperaturze 500oC. Atomy złota samoczynnie uporządkowały się w proste, biegnące równolegle łańcuchy. Przedstawione na zdjęciu wykonanym za pomocą mikroskopu tunelowego STM nanocienkie złote druty posiadają regularne wzniesienia – każde z takich wzniesień jest oddzielnym atomem złota.
Jörg Schäfer, naukowiec biorący udział w projekcie, wyjaśnia, że złote druty składają się z pojedynczych atomów, są więc najmniejszymi możliwymi przewodnikami. Znajdą one zastosowanie w budowie elementów umożliwiających maksymalną miniaturyzację komputerów, a być może również komputerów kwantowych.
Obecnie jednak nanodruty wykorzystywane są w pierwszej kolejności w charakterze atomowego pola doświadczalnego. Naukowcy zauważyli już, że możliwe jest wydłużanie poszczególnych nici o kolejne atomy złota, lub budowanie pomiędzy nimi mostów z atomów, co jest przydatne dla analizy, w jaki sposób zmieniają się ich właściwości elektryczne. Fizycy mają nadzieję, że w ten sposób uda im się wpłynąć na konduktywność (przewodnictwo właściwe) nanodrutów. Za pomocą ostrza mikroskopu STM można byłoby wprowadzić do drutu ładunek elektryczny, a następnie „wyłączyć” drut. Po usunięciu dodatkowego atomu lub po odpłynięciu ładunku drut zostałby ponownie „włączony”. Jeśli takie próby zakończą się sukcesem, będzie to pierwszy krok do stworzenia komputera kwantowego.
Im mniejsze ciało stałe, tym większych odkryć dostarcza ono fizykom. Złote nanodruty są tak mikroskopijne, że elektrony, nośniki ładunku elektrycznego, mogą się poruszać jedynie na niezwykle ograniczonym polu – wzdłuż druta. W zwykłym kawałku metalu mogą one natomiast płynąć w wielu kierunkach. Jeśli jednak elektrony zamknięte są na niewielkiej przestrzeni uniemożliwiającej im wzajemne wymijanie się, dochodzi do ciekawych zjawisk kwantowych, mających wpływ na przewodnictwo drutu. Fizycy z Würzburga twierdzą ponadto, że ich nanodruty są innowacyjnym modelem cieczy elektronowej w jednym wymiarze, zwanej cieczą Luttingera. Fizycy nazywają tak elektrony, które mogą się poruszać tylko w jednym wymiarze – w tym przypadku wzdłuż nanodrutów. Do tej pory naukowcy łamali sobie głowę, w jaki sposób można udowodnić doświadczalnie przewidziane teoretycznie właściwości tej cieczy. Nanodruty dostarczyły im pierwszych wskazówek: Innowacyjne druty również przy niskich temperaturach są dobrymi przewodnikami, co umożliwia dokonanie odpowiednich pomiarów za pomocą wspomnianego mikroskopu.
Naukowcy opublikowali sprawozdanie z badań w magazynie Physical Review Letters. JSL
źródło: www.uni-wuerzburg.de