(a) Schéma des mesures de conductance en fonction du déplacement de la pointe z. (b) Traces de conductance mesurées sur le dessus (noir), pont (vert), hcp (rouge), et des sites fcc (bleus) sur une surface plane de Pb(111), qui ont été obtenus à partir de chaque 10 points marqués dans l'image STM en médaillon (1,2 × 1,2 nm2, VS=3.8mV, It=30nA) et moyenné. Le panneau de droite est un zoom de la zone en pointillés dans le panneau de gauche. Les 100 traces (gris) prises dans l'image en médaillon sont également tracées. Les cercles étiquetés "Cr" et "Br" indiquent les régions dans lesquelles se produisent le croisement et la ramification des traces de conductance, respectivement. Crédit :arXiv:1504.05494 [cond-mat.mes-hall]
(Phys.org) - Une paire de chercheurs de l'Université de Tokyo a trouvé un moyen d'améliorer la technologie du microscope à effet tunnel (STM) où il est désormais possible de mesurer la conductance électrique sur des sites individuels sur et entre des atomes individuels. Dans leur article publié en Lettres d'examen physique , Howon Kim et Yukio Hasegawa décrivent les changements qu'ils ont apportés et ce qu'ils ont trouvé en utilisant le nouvel appareil amélioré.
Un STM est capable de restituer des images de matériaux à l'échelle atomique en utilisant une aiguille avec une pointe si pointue qu'elle n'a en fait qu'une taille d'un atome. Pour faire des images, il mesure les électrons sautant de la pointe à un matériau à l'étude. Moins connue est la possibilité d'utiliser une pointe STM pour toucher les matériaux à l'étude, pour déplacer des atomes ou mesurer la conductance d'un matériau à l'échelle atomique, en raison de la liaison qui se produit entre la pointe et les atomes à la surface d'un autre matériau. Mais la technique du toucher a rencontré quelques problèmes, il peut provoquer un mouvement accidentel d'atomes ou laisser des morceaux de matériaux nanométriques, les deux peuvent contaminer un échantillon. Dans ce nouvel effort, le duo de recherche a trouvé un moyen de stabiliser la pointe afin qu'aucun problème ne se produise.
Leur approche consistait à utiliser du plomb, à la fois comme astuce pour la STM et comme matière à l'étude. Ils ont également trouvé un moyen de réduire le bruit électronique et les vibrations mécaniques - cette combinaison leur a permis de mesurer la conductance de différentes zones sur un seul atome - une première. Il a également permis de mesurer la conductance extraordinairement près des atomes et dans les espaces, ou des trous créés lorsque deux atomes se touchent.
En utilisant leur nouvelle STM améliorée, les chercheurs ont trouvé une capacité plus élevée au sommet d'un atome qu'entre eux, lorsque vous étudiez de très près. Quand ils ont laissé la pointe toucher la surface, les choses ont changé cependant, la conductance est plus grande dans les trous, mais cela variait selon la configuration. Par exemple, il était plus important lorsqu'on mesurait un trou où trois atomes se rencontraient, que lorsqu'il n'y en avait que deux. Ils croient que les différences sont liées à la liaison chimique qui se produit.
Les deux chercheurs prévoient ensuite d'utiliser leur STM modifié pour étudier des paires de Cooper dans du plomb suffisamment refroidi pour en faire un supraconducteur.
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