科学家用电子信号控制纳米开关

随着纳米技术的快速发展，微型机械泵和微型马达等装置在医药、工业领域应用的可能性得以大大提升，这就产生了一个复杂的问题：人类要如何控制这些纳米装置的开关？荷兰科学家通过外部电子信号对原子大小的机械装置进行开关控制，解决了上述问题。相关论文发表在近期出版的美国化学学会月刊《纳米快报》（Nano Letters）上。

 

作为此次研究的主导者，屯特大学的教授哈罗德·赞德维列特及其同事在研制纳米机械装置的过程中认识到了为其设置开关的困难性，因此科学家研发出了极为微小，且与弹珠台挡板构造相似的开关装置，其锗晶晶体底座对开、关的刺激有所反应，而使挡板前后移动的电子信号则来自扫描隧道显微镜（STM）的末端。

 

扫描隧道显微镜使用电子学的方法，用一个金属针尖在样品表面扫描。当针尖和样品表面距离很近时(1纳米以下)，针尖和样品表面之间会产生电压。当针尖沿横、竖方向在样品表面扫描时，就会在针尖和样品表面第一层电子之间产生电子隧道。该显微镜设计的沿Z字形扫描，可保持电流的恒定。因此，针尖的移动是隧道电流的作用，并且可以反映在荧光幕上。连续的扫描可以建立起原子级分辨率的表面像。

 

研究人员表示，透过精确控制扫描隧道显微镜末端的电流与距离，可使二个原子对表现得如同原子弹珠台上的挡板，有效控制纳米装置的开关。科学家同时表示，更好地了解类似的装置可为未来原子级装置的实际应用指明道路。（来源：科技日报 张巍巍）

 

（《纳米快报》（Nano Letters），doi：10.1021/nl8022884，Amirmehdi Saedi，Harold J. W. Zandvliet）