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重大技术进步!人类首次对固体材料实现了原子的大规模三维重排,并且还是在室温下进行

重大技术进步!人类首次对固体材料实现了原子的大规模三维重排,并且还是在室温下进行的。

这一技术由美国麻省理工学院的研究团队开发,研究人员用美国橡树岭国家实验室的高能电子显微镜,采用精密算法,以皮米级精度操控电子束,这种电子束就像一把极为精确的原子手术刀,迅速在层状半导体材料溴化铬硫内部移动数万个原子,构建了超4万个具有特殊量子特性的空位缺陷阵列,整个过程仅耗时40多分钟。相关研究成果已经于今年5月发表在了《自然》杂志上。

在30多年前的1989年,美国 IBM 公司的科学家在极低温环境下,耗时数天,用扫描隧道显微镜在镍晶体表面完成了35个氙原子的高精度移动,拼凑出了“IBM”字样的原子排列,创造了人类首次精确移动原子的壮举!

新技术是革命性的!现在不仅不再局限于材料表面,还能在室温下、三维尺度上进行大规模的原子移动操作。

研究人员的下一步目标,是将这一技术应用到其他层状材料,并且还计划将移动原子数突破至百万级。若真能实现这一目标,原子级制造技术将进入实用化阶段,凭借这项技术可以定制材料的量子特性,这将有望制造出具有独特磁、光、量子特性的实用化量子元器件,可用于量子计算元件、高密度存储、新型传感器等精密制造领域。