Toda la materia está compuesta de átomos, que son demasiado pequeños para verlos sin poderosos instrumentos modernos, incluidos microscopios electrónicos. Los mismos electrones que forman imágenes de estructuras atómicas también se pueden usar para mover átomos en materiales. Esta técnica de manipulación de un solo átomo, iniciada por investigadores de la Universidad de Viena, ahora es capaz de lograr un control casi perfecto sobre el movimiento de los átomos de impurezas de silicio individuales dentro de la red de grafeno, la hoja bidimensional de carbono. Los últimos resultados se informan en la revista científica. Nano letras .

Como un logro histórico en nanotecnología, el microscopio de barrido de efecto túnel ha sido capaz de mover átomos sobre superficies desde finales de la década de 1980, y ha sido hasta hace muy poco la única tecnología capaz de mover átomos individuales de una manera tan controlada. Ahora, el microscopio electrónico de transmisión de barrido (STEM) es capaz de enfocar de forma fiable un haz de electrones con precisión subatómica, permitiendo a los científicos ver directamente cada átomo en materiales bidimensionales como el grafeno, y también para apuntar átomos individuales con el haz. Cada electrón tiene una pequeña posibilidad de dispersarse desde un núcleo, dándole una patada en la dirección opuesta.

Sobre la base del trabajo publicado en los últimos años, Un equipo de investigación de la Universidad de Viena dirigido por Toma Susi ha utilizado el microscopio electrónico avanzado Nion UltraSTEM100 para mover átomos de silicio individuales en grafeno con una precisión verdaderamente atómica. Incluso con operación manual, la velocidad de movimiento alcanzada ya es comparable al estado de la técnica en cualquier técnica atómicamente precisa. "El control que podemos lograr al dirigir esencialmente el haz de electrones a mano ya es notable, pero hemos dado los primeros pasos hacia la automatización al detectar los saltos en tiempo real, ", dice Susi. Los nuevos resultados también mejoran los modelos teóricos del proceso al incluir simulaciones de colaboradores en Bélgica y Noruega.

En total, los investigadores registraron casi 300 saltos controlados. Además de los caminos extendidos o moverse alrededor de un solo hexágono hecho de átomos de carbono en el grafeno, una impureza de silicio podría moverse de un lado a otro entre dos sitios de celosía vecinos separados por una décima de mil millonésima parte de un metro, como accionar un interruptor de tamaño atómico. En principio, esto podría usarse para almacenar un bit de información a una densidad récord. Dr. Susi concluye, "Su computadora o teléfono celular no tendrá memorias atómicas en el corto plazo, pero los átomos de impurezas de grafeno parecen tener potencial como bits cerca de los límites de lo que es físicamente posible ".