"квантовый загон" (англ. quantum corral) — нанообъект, представляющий собой двумерную фигуру (окружность, эллипс, квадрат, треугольник и т. д.), образованную атомами адсорбата на атомарно чистой поверхности монокристалла металла путем атомных манипуляций с помощью сканирующей туннельной микроскопии.

Описание

В 1993 г. Д. Эйглер (D. Eigler) с сотрудниками продемонстрировал наиболее яркий пример формирования нанообъектов с помощью атомных манипуляций методом сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), создав так называемый «квантовый загон» — окружность радиусом 7,1 нм, выстроенную из 48 атомов железа на поверхности меди. Квантовый загон действует как двумерная яма цилиндрической формы для электронов поверхностных состояний. Круговые волны, видимые на СТМ-изображении внутри «загона», это стоячие волны электронной плотности, существование которых предсказывает решение уравнения Шредингера для этих граничных условий. Была показана возможность мирования квантовых загонов различной формы (треугольной, прямоугольной, шестиугольной и т. д.). С помощью квантового загона эллиптической формы, сформированном атомами кобальта на поверхности меди, был продемонстрирован эффект «квантового миража»: когда в один из фокусов эллипса помещен атом кобальта, то в другом фокусе на картине СТМ появляется его мнимое изображение. Более того, электронные свойства двумерного электронного газа вблизи обоих фокусов оказываются аналогичными, хотя атом кобальта присутствует только в одном фокусе.

Иллюстрации

Набор последовательных СТМ-изображений, иллюстрирующих процесс формирования «квантового за
Набор последовательных СТМ-изображений, иллюстрирующих процесс формирования «квантового загона» из 48 атомов Fe, адсорбированных на поверхности Cu(111).

Авторы

  • Зотов Андрей Вадимович
  • Саранин Александр Александрович

Источники

  1. Crommie M. F., Lutz C. P., Eigler D.M. Confinement of electrons to quantum corrals on a metal surface // Science. 1993. V. 262. P. 218–220.
  2. Crommie M. F., Lutz C. P., Eigler D.M. Imaging standing waves in a two-dimensional electron gas // Nature. 1993. V. 363. P. 524–527.
  3. STM Image Gallery // IBM, 1995. —www.almaden.ibm.com/vis/stm/corral.html (дата обращения: 26.07.2010).

Напишите нам