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  • Le mouvement explosif des atomes est une nouvelle fenêtre sur la croissance des nanostructures métalliques

    Les scientifiques du laboratoire Ames ont observé des atomes de plomb se déplaçant de manière inattendue collectivement sur une surface de plomb sur silicium pour former de manière explosive des nanostructures, le tout à basse température. La zone montrée ici est d'environ un vingtième de la largeur d'un cheveu humain.

    "Le manuel disait que nous devrions voir lentement, progressif et aléatoire. Mais qu'avons-nous vu ? BOOM! Rapide, explosif et organisé!", a déclaré Michael Tringides, physicien au laboratoire Ames du Département de l'énergie des États-Unis et professeur de physique et d'astronomie à l'Iowa State University.

    Tringides parle du mouvement atomique inhabituel qu'il a vu quand ils ont laissé tomber quelques milliers d'atomes de plomb sur un plat, surface lisse plomb-sur-silicium, le tout à basse température, et a regardé une zone juste un vingtième de la largeur d'un cheveu humain.

    Ce que les scientifiques du laboratoire Ames s'attendaient à voir, c'était une "diffusion à marche aléatoire" :on dirait qu'ils n'ont aucune idée d'où ils vont, où ils ont été, ou que d'autres atomes se trouvent à proximité d'eux. Typiquement, les atomes finissent par se heurter et créent de petites structures.

    "Au lieu, nous avons vu des atomes très concentrés et qui fonctionnent bien ensemble pour créer rapidement de minuscules nanostructures de plomb, " dit Tringides. " Ce genre de 'diffusion collective, ' est vraiment l'exception à la règle dans le mouvement des atomes. Plus, nous avons été surpris par la rapidité avec laquelle les structures cristallines bien organisées nucléent à des températures aussi froides, où le mouvement est généralement lent."

    Le collectif, la diffusion rapide observée par l'équipe de Tringides pourrait représenter une nouvelle façon de se perfectionner, de minuscules nanostructures métalliques.

    « Si nous sommes capables de fabriquer un objet en plomb à l'échelle nanométrique aussi rapidement, nous pouvons peut-être créer d'autres objets de cette façon. " a déclaré Tringides. " Comprendre la science fondamentale du fonctionnement des matériaux à ces nanoéchelles peut être la clé pour fabriquer des nanotransistors, nanocommutateurs et nanoaimants plus petits, plus rapidement et de manière fiable."

    L'équipe de recherche de Tringides est spécialisée dans la mesure du mouvement des atomes sur les surfaces, révélant par microscopie à effet tunnel comment les plus petites structures commencent à se former. Au cours des dernières années, ils ont utilisé leur expertise pour répondre à des questions fondamentales sur les matériaux, comme les terres rares, graphène et films métalliques, qui sont importants pour les technologies énergétiques vertes.

    Cette recherche, qui est apparu dans Lettres d'examen physique , est soutenu par le U.S. Department of Energy Office of Science.


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