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        在線模擬游戲向公眾提供石墨烯研究
        
			
        
				2019-07-15 08:48:58
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        維也納大學(xué)的Toma Susi團(tuán)隊(duì)使用最先進(jìn)的電子顯微鏡UltraSTEM，以原子精度操縱強(qiáng)烈束縛的材料。由于儀器是完全計(jì)算機(jī)化的，因此可以在模擬中顯示研究人員如何實(shí)際使用它們。這使得最新材料科學(xué)研究的引人注目且基本上是真實(shí)的。維也納技術(shù)博物館在特別展覽中展出的模擬游戲現(xiàn)已在線提供，同時還有單壁碳納米管中硅雜質(zhì)處理的最新研究進(jìn)展。
        

        在線模擬游戲向公眾提供石墨烯研究
        

        電子顯微鏡比光學(xué)顯微鏡具有更高的分辨率。雖然光學(xué)顯微鏡使用可見光成像并因此可以將物體成像到千分之一毫米，但電子顯微鏡使用電子束并且可以將更小的物體成像到單個原子，例如石墨烯晶格中的硅雜質(zhì)。維也納大學(xué)的Nion UltraSTEM掃描透射電子顯微鏡可以放大5000萬倍，完全由計(jì)算機(jī)控制。由于圖像對比度取決于電子在每個位置散射的程度 - 而這又取決于原子核的電荷，硅的質(zhì)子多于碳 - 研究人員可以直接看到雜質(zhì)所在的位置。
        

        除了成像之外，顯微鏡的聚焦電子束可用于移動原子。光束中的每個電子很可能被目標(biāo)原子的原子核散射回來，使原子在相反方向上受到小推動，正如該組早期研究所揭示的那樣。電子束逐行掃描石墨烯樣品，揭示構(gòu)成晶格的碳原子的位置，以及更明亮的硅雜質(zhì)。在實(shí)踐中，通過在控制顯微鏡的計(jì)算機(jī)屏幕上移動鼠標(biāo)光標(biāo)來引導(dǎo)電子束電子產(chǎn)品。“因此，實(shí)際上，我們正在玩電腦游戲以進(jìn)行研究，”Susi解釋道。“我小時候經(jīng)常玩很多游戲，而且我注意到我比一些習(xí)慣觸摸屏的年輕同事更快。”
        

        聚焦在單壁碳納米管的彎曲壁內(nèi)的硅雜質(zhì)原子旁邊的碳原子上的電子束可以可控制地使其跳躍到放置光束的位置。圖片來源：©Toma Susi /維也納大學(xué)
        

        模擬游戲是去年11月在維也納技術(shù)博物館開幕的特別展覽的一部分，還展示了用于研究的典型樣本以及基礎(chǔ)物理學(xué)的信息?，F(xiàn)在，為了吸引更多的觀眾，該團(tuán)隊(duì)正在推出一個內(nèi)容相同的網(wǎng)站，包括一個名為“Atom Tractor Beam” 的模擬游戲的基于瀏覽器的版本。這個名字的靈感來自于星際迷航(Star Trek)推廣的具有吸引力的能量束的科幻概念。“這個名稱是合適的，因?yàn)楣桦s質(zhì)移動到光標(biāo)指向的位置，好像被電子束所吸引，”Susi總結(jié)道。
        

        在網(wǎng)站發(fā)布的同時，該團(tuán)隊(duì)在Advanced Functional Materials發(fā)表的一篇文章中報(bào)道了他們在原子操作方面的最新研究進(jìn)展。在這項(xiàng)工作中，該團(tuán)隊(duì)證明，迄今為止在石墨烯中研究過的硅雜質(zhì)也可以在單壁碳納米管中進(jìn)行可控制的操作。由于這些是一維結(jié)構(gòu)，這種進(jìn)步可以使新型可調(diào)電子設(shè)備成為可能。
        
			

			
          
        
			
        
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