Неразрушающий механизм для манипулирования донорными примесями в кремнии с помощью сфокусированного электронного пучка получили исследователи физического факультета Венского университета, 19 июля сообщает журнал The Journal of Physical Chemistry.

Эта работа представляет собой систематическое исследование возможности моделирования электронно-лучевой манипуляции легирующими элементами V группы в кремнии. Венские ученые открыли новый вид механизма, который они называют косвенным обменом. В этом случае не один, а два соседних атома кремния участвуют в скоординированном атомном «вальсе», что приводит к перемещению этих примесей в кремниевой решетке.

«Хотя этот механизм работает только для двух более тяжелых донорных элементов, висмута и сурьмы, было важно выяснить, что он неразрушающий, так как атомы не нужно удалять из решетки», — сказал один из исследователей Александр Маркевич.

Последние достижения в области сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) вызвали интерес к использованию электронного пучка для манипулирования атомами. Уникальная сила этой техники позволяет работать не только с поверхностными атомами, но и с примесями в тонких объемных кристаллах.

Разработка материалов в атомном масштабе является конечной целью нанотехнологий. Хорошо известны примеры манипулирования атомами с помощью сканирующей туннельной микроскопии. Они позволяют создавать как квантовые кораллы, та и перезаписываемую атомную память.

Однако, хотя установленные методы сканирования зондами являются эффективными инструментами для манипулирования поверхностными атомами, они не позволяют работать в массе материала из-за необходимости соприкосновения наконечника микроскопа с образцом и обычно требуют эксплуатации и хранения при криогенных температурах.