Posouvání atomů

Nejslavnější obrázky z STM jsou právě ty, kde se pomocí hrotu posouvaly jednotlivé atomy. Atom se dá t povrchu "sebrat" tím způsobem, že nad něj najedeme s hrotem a přivedeme na hrot vhodný napěťový puls. Pokud všechno provedeme správně, atom přeskočí s povrchu na hrot. Potom hrot přesuneme jinam a obdobným postupem atom vrátíme zpátky na povrch. Tímto způsobem byly vytvořeny naprosto unikátní dvourozměrné struktury:

STM_struct_IBM.jpg STM_structure_elips.jpg

Na levém obrázku můžete vidět nápis na atomární úrovni. Písmena jsou vytvořena z atomů Xenonu na povrchu niklu (110). Pravý obrázek je mnohem zajímavější. Z atomů železa byla na povrchu mědi (111) postavena elipsa (přibližně), v jejímž jednom ohnisku je atom. Tento atom je zdrojem elektromagnetického vlnění, které se odráží od stěn elipsy a ve druhém ohnisku tak vytváří svůj obraz, který můžeme skutečně změřit. Navíc je možné sledovat i tvar elektromagnetické vlny. Podobnými obrázky se STM proslavila koncem minulého století. Získala tak výsledky, které se zatím nepodařilo najít pomocí žádné jiné metody.

Nejvěší úzpěchy získala především špičková laboratoř firmy IBM Almaden Research Center , ze které pocházejí obrázky na celé této straně. Samotný proces sestavení kruhového valu 48 atomů železa na povrchu mědi (111), kterým se laboratoř proslavila v roce 1993, ukazuje následující sekvence:

STM_IBM_asambl_Fe_on_Cu.jpg

Drobná poznámka: Tvorba podobných obrázků má malou nevýhodu v tom, že je nutné pracovat za snížených teplot (v řádech desítek Kelvinů). Za pokojové teploty mají atomy dost velkou energii, aby migrovaly po povrchu, takže by se nám tvořená struktura velmi rychle rozpadla. Takové podmínky v naší laboratoři nebyly dosud dosaženy. Pokud půjde vše dobře, budeme mít na přelomu let 2005/2006 k dispozici nízkoteplotní aparaturu, na které bude možné podobné experimenty provádět.