Область нанотехнологий переживает сейчас взрывной рост. Одним из самых первых шагов в направлении идеи Фейнмана о создании атом за атомом крошечных машин, которую он высказал во время лекции 1959 года, был совершен американским физиком Дональдом Эйглером. Он показал возможность манипулирования атомами при помощи туннельного микроскопа. Десятки лет метод Эйглера был единственным. Но теперь у ученых есть другой подход, рассказывает Phys.org.

Команда физиков из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США использовала просвечивающий растровый электронный микроскоп (ПРЭМ), чтобы поместить атомы кремния в одноатомный лист графена. Во время сканирования материала энергия электронного луча слегка нарушает молекулярную структуру графена и создает пространство для соседних атомов кремния, которые меняются местами с атомами углерода.

С помощью этого процесса ученые смогли соединить в группу два, три и четыре атома кремния и заставить их вращаться в слое графена, который был выбран за свою способность выдержать электронный луч силой 60 киловольт.

Другие двухмерные материалы, например, моноатомные слои дихалькогенида, оказываются не настолько прочными.

Успешное перемещение атомов с помощью ПРЭМ — важный шаг к созданию атом за атомом квантовых устройств. Для этого ученые собираются поместить другие атомы в графеновую структуру, например, фосфор. Это вещество содержит один дополнительный электрон по сравнению с углеродом, что идеально подходит для создания квантового бита, основы квантовых устройств. Такова будет ближайшая цель исследователей.

Аналогичные исследования ведут австрийские ученые. С помощью ПРЭМ им удалось переместить примесные атомы в листе графена. Они зафиксировали почти 300 управляемых прыжков атомов, заставляя их двигаться по кругу, а также между соседними решетками.