Физики из США смогли покрутить «колёсико» всего из одной молекулы

Группа американских физиков и химиков провела удивительный эксперимент, в ходе которого показала возможность управлять направлением вращения одной единственной молекулы. Эта работа открывает новое окно для исследований в области манипулирования материалами в атомном масштабе, важными для будущего от квантовых вычислений до бытовой электроники.

«Редкоземельные элементы жизненно важны для высокотехнологичных приложений, включая сотовые телефоны, телевизоры высокой четкости и многое другое. Это первый случай образования редкоземельных комплексов с положительным и отрицательным зарядом на поверхности металла, а также первая демонстрация контроля над их вращением на атомном уровне», — объяснил руководитель группы Со-Вай Хла (Saw-Wai Hla), учёный в Аргонне и профессор физики и астрономии в Колледже искусств и наук Университета Огайо.

Работа проведена с использованием двух отдельных низкотемпературных систем сканирующей туннельной микроскопии (СТМ): одной в стенах Аргоннской национальной лаборатории, а второй — в Университете Огайо. В исследовании принимали участие учёные из Университета Огайо, Аргоннской национальной лаборатории и Иллинойского университета в Чикаго. Исследователи первыми создали комплекс из заряженной редкоземельной молекулы на поверхности металла и повернули её по желанию по часовой стрелке и против часовой стрелки без изменения заряда с помощью сканирующей туннельной микроскопии.

В реальности это выглядело, как покрутить колёсико из одной молекулы на плоской поверхности с помощью электронного управления. «Колёсико» проворачивалось под воздействием электромагнитного поля, которое генерировал зонд сканирующего туннельного микроскопа. Можно вообразить себе, как в будущем появятся шагающие или колесящие нанороботы атомарного масштаба или произойдёт прорыв в вычислительных или запоминающих устройствах, ведь «там внизу полно места», как говорил на своих лекциях знаменитый американский физик Ричард Фейнман.