A escala atómica, el puente de oro más pequeño, que está hecho de un solo átomo, es en realidad el más fuerte, según una nueva investigación realizada por ingenieros del Laboratorio de Dispositivos Cuánticos de la Universidad de Buffalo.

El hallazgo contrario a la intuición es el resultado de experimentos que sondean las características de los cuellos de oro a escala atómica que se formaron cuando la punta, la punta de oro de un voladizo fue empujada hacia un piso, superficie dorada. Un examen de estos diminutos Los puentes de oro revelaron que eran más rígidos cuando comprendían un solo átomo.

El estudio fue publicado en junio en Revisión física B por un trío de investigadores de la UB:el becario postdoctoral Jason Armstrong y los profesores Susan Hua y Harsh Deep Chopra, todo en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UB. El apoyo para el trabajo provino de las subvenciones de la National Science Foundation No. DMR-0706074 y No. DMR-0964830.

A medida que los ingenieros buscan construir dispositivos como circuitos de computadora con partes cada vez más pequeñas, Es fundamental aprender más sobre cómo podrían comportarse los componentes diminutos que comprenden un solo átomo o unos pocos átomos. Las propiedades físicas de los dispositivos de escala atómica difieren de las de los dispositivos más grandes, contrapartes "a granel".

"La intuición cotidiana sugeriría que los dispositivos hechos de unos pocos átomos serían altamente susceptibles a las fuerzas mecánicas, ", dijo el equipo." Este estudio encuentra, sin embargo, que la capacidad del material para resistir la deformación elástica en realidad aumenta con la disminución del tamaño ".

Otra observación que hizo el equipo mientras estudiaba los pequeños cuellos de oro:los desplazamientos atómicos abruptos que ocurren cuando la punta de oro y la superficie se separan no son arbitrarios. pero siga reglas bien definidas de cristalografía. Más aspectos científicos destacados del trabajo se resumen en Physical Review Focus de la American Physical Society.

Laboratorio de Dispositivos Cuánticos de la UB, dirigido por Chopra y Hua, trabaja en el mapeo de la evolución de varias propiedades físicas de los materiales, incluidas las mecánicas, Comportamiento magnético y de magneto-transporte:a medida que los tamaños de las muestras crecen de un solo átomo a la masa.

Esta complicada tarea requiere tecnología capaz de capturar uno o pocos átomos entre sondas, y empujando y tirando más de los átomos para estudiar su respuesta.

La sofisticada tecnología que Armstrong, Hua y Chopra inventaron y construyeron para llevar a cabo la investigación y fueron licenciados recientemente a Precision Scientific Instruments Inc., una empresa de nueva creación en el oeste de Nueva York fundada por los líderes de Murak &Associates LLC, una práctica de consultoría de gestión; SoPark Corporation, un fabricante de servicios electrónicos (ESM); y The PCA Group, C ª., una firma consultora que ofrece soluciones tecnológicas totales.

"Los instrumentos y métodos son increíblemente precisos y capaces de deformar la muestra en la escala del picómetro (aproximadamente 100 veces más pequeña que un átomo), lo que significa literalmente estirar las longitudes de los enlaces, y midiendo simultáneamente las fuerzas a nivel de piconewton, así como varias otras propiedades. Como una perspectiva muy amplia, al permitir a los investigadores sondear lo muy pequeño, la tecnología podría acelerar los avances en campos que van desde las comunicaciones por satélite hasta la atención médica, "dijo Gerry Murak, presidente y cofundador de Precision Scientific Instruments, C ª.

"Lo pequeño es emocionante, y los dispositivos a escala atómica son la nueva frontera de la tecnología. Se necesitan urgentemente sistemas de metrología capaces de sondear el comportamiento de los dispositivos de escala atómica, y esta tecnología nos brinda una plataforma única, "Dijo Murak.