Vědci sestavili nejmenší QR kód na světě. Je tisíckrát menší, než je šířka lidského vlasu

QR kódy mají dnes velmi široké využití / Pixabay
Vědci k sestavení takto mrňavého QR kódu použili hrot rastrovacího tunelového mikroskopu, aby jeden po druhém přesně rozmístili atomy a vytvořili kód o rozměrech pouhých 50 × 50 nm². Snímek výsledného obrazce pak pořídili stejným mikroskopem.

Rastrovací tunelové mikroskopy měří nepatrné proudy, které tečou, když se atomárně ostrý hrot přiblíží k rovnému vodivému vzorku. Vzdálenost přitom bývá podle vědců z Fyzikálního ústavu menší než nanometr.

Elektrony pak dokážou „přeskočit“ přes bariéru a vytvořit proud díky kvantovému jevu zvanému tunelování. Chemici, fyzici i materiáloví vědci po celém světě těmito mikroskopy zobrazují materiály s atomárním rozlišením.

Ve vakuu a při kryogenních teplotách je mikroskop tak přesný, že s hmotou zvládne pracovat po jednotlivých atomech. Atomy a molekuly umí zvednout, položit i posunout po atomárně rovném povrchu.

„Hrot pokrytý atomy stříbra jsme velmi jemně přiblížili ke stříbrnému povrchu, až se dotkly,“ vysvětluje Oleksandr Stetsovych. „Když parametry nastavíte správně, zanechá takový dotek na povrchu jediný atom stříbra.“

Vědci postup zautomatizovali a nechali ho opakovat na určených místech oblasti 50 × 50 nm², dokud QR kód nevznikl. „S automatizací jsme se dostali skoro do cíle, ale mobil kód pořád nepřečetl,“ říká Benjamin Lowe. „Posledních pár atomů jsme proto umístili a zarovnali ručně. Pak už telefon snímek z mikroskopu načetl. Měli jsme velkou radost.“

K čemu je taková přesnost dobrá?

Posouvat jednotlivé atomy po povrchu vědcům umožňuje přesně řídit interakce mezi nimi a zkoumat je. „Náš snímek je hravá ukázka toho, jak přesně s rastrovacím tunelovým mikroskopem pracujeme,“ vysvětluje Julian Ceddia. „Vědci po celém světě ale stejnými metodami staví atom po atomu zcela nové materiály. Struktury, které by v přírodě samy nikdy nevznikly.“

Přesné umísťování atomů je jednou z možných cest ke qubitům pro kvantové počítače. Nebo k novým elektronovým stavům, které vzniknou laděním mnohačásticových interakcí, třeba když se na supravodivý povrch postaví řetězec magnetických atomů.

Zdroj: Fyzikální ústav AV ČR, SPM Pro Tips

#QR #kód #atom #stříbro #mikroskop

Mohlo by vás zajímat

Reklama