A l'échelle atomique, le plus petit pont d'or - celui fait d'un seul atome - est en fait le plus fort, selon de nouvelles recherches menées par des ingénieurs de l'Université de Buffalo's Laboratory for Quantum Devices.

La découverte contre-intuitive est le résultat d'expériences sondant les caractéristiques des cous d'or à l'échelle atomique qui se sont formés lorsque le pointu, la pointe dorée d'un porte-à-faux a été poussée dans un plat, surface dorée. Un examen de ces minuscules, les ponts en or ont révélé qu'ils étaient plus rigides lorsqu'ils ne comprenaient qu'un seul atome.

L'étude a été publiée en juin dans Examen physique B par un trio de chercheurs de l'UB :le boursier postdoctoral Jason Armstrong et les professeurs Susan Hua et Harsh Deep Chopra, tous dans le département de génie mécanique et aérospatial de l'UB. Le soutien pour le travail est venu des subventions de la National Science Foundation No. DMR-0706074 et No. DMR-0964830.

Alors que les ingénieurs cherchent à construire des dispositifs tels que des circuits informatiques avec des pièces de plus en plus petites, il est essentiel d'en savoir plus sur le comportement de minuscules composants comprenant un seul atome ou quelques atomes. Les propriétés physiques des gadgets à l'échelle atomique diffèrent de celles des plus gros, contreparties "en vrac".

"L'intuition de tous les jours suggérerait que les appareils constitués de quelques atomes seulement seraient très sensibles aux forces mécaniques, " l'équipe a dit. " Cette étude trouve, cependant, que la capacité du matériau à résister à la déformation élastique augmente en fait avec la diminution de la taille."

Une autre observation que l'équipe a faite lors de l'étude des minuscules cols d'or :les déplacements atomiques brusques qui se produisent lorsque la pointe et la surface de l'or sont séparées ne sont pas arbitraires, mais suivre des règles bien définies de cristallographie. D'autres faits saillants scientifiques du travail sont résumés dans le Physical Review Focus de l'American Physical Society.

Laboratoire de l'UB pour les dispositifs quantiques, dirigé par Chopra et Hua, travaille sur la cartographie de l'évolution de diverses propriétés physiques des matériaux - y compris mécaniques, comportement magnétique et magnéto-transport - à mesure que la taille des échantillons passe d'un seul atome à la masse.

Cette tâche compliquée nécessite une technologie capable de capturer un seul ou quelques atomes entre les sondes, et pousser et tirer davantage sur les atomes pour étudier leur réponse.

La technologie sophistiquée qu'Armstrong, Hua et Chopra ont inventé et construit pour accomplir la recherche a récemment été licencié à Precision Scientific Instruments Inc., une start-up de l'ouest de New York fondée par les dirigeants de Murak &Associates LLC, une pratique de conseil en gestion; SoPark Corporation, un fabricant de services électroniques (ESM) ; et Le Groupe PCA, Inc., une société de conseil qui offre des solutions technologiques totales.

"Les instruments et méthodes sont incroyablement précis et capables de déformer l'échantillon à l'échelle du picomètre (environ 100 fois plus petit qu'un atome), ce qui signifie littéralement étirer les longueurs de liaison, et mesurer simultanément les forces au niveau du piconewton, ainsi que diverses autres propriétés. Dans une perspective très large, en permettant aux chercheurs de sonder le très petit, la technologie pourrait accélérer les progrès dans des domaines allant des communications par satellite aux soins de santé, " dit Gerry Murak, président et cofondateur de Precision Scientific Instruments, Inc.

"Petit c'est excitant, et les dispositifs à l'échelle atomique sont la nouvelle frontière de la technologie. Des systèmes de métrologie capables de sonder le comportement des dispositifs à l'échelle atomique sont cruellement nécessaires, et cette technologie nous donne une plateforme unique, " dit Murak.