Физики впервые увидели танцы электронов в молекуле

Физики впервые увидели танцы электронов в молекуле

Впервые учёным удалось сфотографировать "танцы электронов" внутри молекулы. Разглядеть "объекты" на микроуровне исследователям помогла комбинация нескольких методов съёмки, пишет BBC News.

Революционный прорыв совершили специалисты швейцарского исследовательского подразделения IBM (IBM Research Zurich), которые ранее создали самое маленькое в мире запоминающее устройство и лучший транзистор из нанотрубки.

Заряды отдельных атомов учёные разглядели давно, однако запечатлеть "танцы" электронов в сложной молекуле не представлялось возможным. Чтобы исследовать микромир, учёные использовали сканирующую микроскопию поверхностного потенциала (KPFM).

Это одна из разновидностей атомно-силовой микроскопии, которая позволила впервые увидеть "анатомию" молекулы в 2009 году.

В первом эксперименте миниатюрный зонд (консоль) проходил по поверхности X-образной молекулы нафталоцианина. (Она используется инженерами IBM как одномолекулярный логический вентиль.) Прилагаемое напряжение заставляло рычаг, натыкающийся на заряды, колебаться. Считывая эти параметры, учёные узнали местоположение электронов в молекуле.

Во втором эксперименте напряжение, приложенное непосредственно к молекуле, заставило два центральных атома водорода молекулы поменяться местами (из одного конца X в противоположный). Инженеры зафиксировали и это перемещение.

Исследователи надеются, что новая технология поможет разобраться в переносах зарядов, происходящих практически во всех природных процессах. Все детали исследования рассказывает статья, появившаяся в открытом доступе в журнале Nature Nanotechnology.

"Теперь мы имеем возможность исследовать распределение зарядов на уровне отдельных молекул, например, когда формируются химические связи. Это очень важно, так как мы создаём устройства атомного и молекулярного уровня", — рассказывает ведущий автор исследования Фабиан Мон (Fabian Mohn).

vesti.ru

Похожие новости:
Физики проконтролировали движение электронов с точностью до трех аттосекунд
Группа исследователей при участии российских физиков сумела провести эксперимент, в котором им впервые в мире удалось контролировать сверхбыстрые движения электронов с точностью до трех аттосекунд. Эксперимент проводился на лазере на свободных электронах FERMI, установленном в международном исследовательском центре «Elettra ..
2016-02-23 1630 0 Научные открытия
-1
Физики отследили движение электрона в молекуле
Международный коллектив ученых впервые отследил в реальном времени движение электрона в молекуле и показал, что этим процессом можно управлять. Результаты исследования представлены в журнале Science, а коротко о них сообщается в пресс-релизе МФТИ, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Эксперименты проходили в рамках аттофизики ..
2015-10-23 1821 0 Научные открытия
0
Физики впервые увидели «отрицательное» преломление электронов
Физики из США и Японии впервые напрямую «увидели» преломление электронов под отрицательными углами — явление, аналогичное поведению света в средах с отрицательным коэффициентом преломления. Необычный физический эффект наблюдался в графене, слое графита толщиной в один атом. По словам ученых, с его помощью можно ..
2016-10-11 2029 0 Научные открытия
0
Впервые получено изображение движения атомов в молекуле
Впервые было получено изображение вибрации двух атомов в молекуле с помощью новой сверхбыстрой камеры.  Команда из государственных университетов штатов Огайо и Канзас использовали сверхбыстрые лазерные импульсы, чтобы выбить один электрон из его орбиты в молекуле. Через короткий ..
2012-03-12 2486 0 Научные открытия
0
Физики увидели «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной»
Российские физики вместе с французскими коллегами впервые увидели возбужденные состояния вокруг единичных магнитных атомов железа. Они обнаружили, что магнитные атомы создают возмущения, которые выглядят как осциллирующие «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной». Результаты своих исследований авторы ..
2015-10-13 1545 0 Научные открытия
-1
Впервые создан комплекс одновременно с одинарной, двойной и тройной связью металл-азот
Химики из Университета Мичигана впервые синтезировали комплекс, в котором центральный атом металла одновременно образует одинарные, двойную и тройную связи с атомами азота лигандов. Нитридо-имидо-амидный комплекс хрома был получен в двухстадийном синтезе и оказался янтарно-желтым кристаллическим соединением. Синтез ..
2016-01-15 1319 0 Научные открытия
0
Разер поймал кота Шредингера
Американским физикам впервые удалось зафиксировать квантовое состояние кота Шредингера молекулы, состоящей из двух атомов йода. Исследование направлено на публикацию в журнал Physical Review Letters, доступно на сайте arXiv.org, а краткое его содержание представлено на канале YouTube Национальной ..
2016-09-28 1998 0 Научные открытия
0
Физики впервые измерили слабый заряд протона
Физики впервые провели экспериментальное измерение слабого заряда протона. Статья ученых принята к публикации в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Лаборатории Джефферсона (Jefferson Lab), где и было сделано открытие. Слабое взаимодействие - одно из четырех ..
2013-09-18 1900 0 Научные открытия
0
Молнию поймали за созданием радиоактивных изотопов
Японские физики впервые пронаблюдали «живьем» предсказанное теоретиками рождение радиоактивных изотопов при ударе молнии. Статья опубликована в журнале Nature.Молнии являются естественными ускорителями частиц. Лавины релятивистских убегающих электронов, которые развиваются в электрических полях в грозовых облаках, ..
2017-11-26 4178 0 Научные открытия
0
«Зоопарк» квазичастиц пополнился квантовыми каплями
Германо-американская группа физиков обнаружила феномен, который можно описать с помощью нового типа квазичастиц, так называемых квантовых капель или дроплетонов (dropleton). Исследование опубликовано в Nature, кратко о его значении пишет Wired. Квантовые капли обнаружились в экспериментах физиков неожиданно — существование ..
2014-02-28 1743 0 Научные открытия
0
Ученые IBM научились управлять спином электронов
Ученые из из IBM Research и Лаборатории физики твердого тела в ETH Zurich продемонстрировали новую технологию, с помощью которой можно управлять спином, направлением вращения электрона, и заставить перемещаться электроны, соблюдая строгий установленный порядок. При этом, время фиксации спина электронов ..
2012-08-21 1640 0 Научные открытия
1
Физики придумали первый танцующий кристалл
Физики-теоретики из Канады и США спрогнозировали существование кристалла, элементы которого находятся в непрерывном движении. Последнее обусловливает их свойства симметрии, получившие название хореографического порядка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них сообщает Physics.Обычные ..
2016-01-12 1658 0 Научные открытия
1
Физики создали невозможный плоский магнетик
Физики из Университета Калифорнии и Принстонского университетов обнаружили ферромагнетизм в двумерном кристалле — теллуриде хрома и германия. В ферромагнетиках спины электронов оказываются направлены в одном направлении, что проявляется, например, в том, что они (как железо) притягиваются к магнитам. Это очень необычный результат — с точки зрения классической теории, в одномерных ..
2017-04-30 17611 0 Научные открытия
0
Физики впервые наблюдали волны от единичного электрона
Ученым из коллаборации Project 8, в которую входят 27 физиков из шести учреждений США и Германии, впервые удалось наблюдать циклотронное излучение от единичного электрона и измерить его энергию. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ..
2015-04-23 5318 0 Научные открытия
1
Доказано существование новой формы материи
Международная группа исследователей доказала существование новой формы материи — экситония. Он является конденсатом экситонов — связанных друг с другом электронов и «дырок». Впервые это состояние вещества было предсказано почти 50 лет назад. Статья ученых опубликована в журнале Science. Об этом ..
2017-12-11 5163 0 Научные открытия
0