為了將來生產(chǎn)微小的電子存儲器或傳感器，必須能夠在絕緣層上排列單個金屬原子。比勒費爾德大學化學學院的科學家現(xiàn)在證明，這在室溫下是可行的：含金屬的化合物乙酸鉬分子在絕緣體方解石上形成有序結構，而不會跳到其他位置或旋轉(zhuǎn)。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然通訊》雜志上。該工作是與來自凱澤斯勞滕，英國林肯和美因茨大學的研究人員合作完成的。

“到目前為止，將金屬原子排列在絕緣體表面上一直很困難。在金屬表面上更容易，但這對于電子元件的使用并沒有太大好處，”物理化學I負責人AngelikaKühnle教授說?；瘜W學院工作組。“這就是我們研究的特殊之處：我們找到了一種以格子狀結構將金屬原子排列在絕緣子上的方法。” 絕緣體是電子無法自由運動的材料，因此是非常差的電導體。

困難在于即使在室溫下也無法牢固地錨定金屬原子，而金屬原子彼此之間不會相互吸引，跳轉(zhuǎn)到其他位置或旋轉(zhuǎn)。到目前為止，科學家們已經(jīng)能夠在非常低的溫度下將小分子排列在絕緣子上，但在室溫下它們卻太易移動。較大的分子解決了遷移性的問題，但很快形成了簇。

對于他們的研究，Kühnle和她的工作組使用了醋酸鉬，醋酸鉬是一種含有兩個原子的金屬鉬化合物。該化合物在金表面上顯示出有趣的結構特性這一事實先前是由凱撒斯勞滕技術大學的研究小組發(fā)現(xiàn)的。“如果現(xiàn)在將乙酸鉬應用于方解石表面，分子將形成有序結構。這意味著鉬原子也按有序陣列排列。”庫恩勒小組的研究人員，主要作者西蒙·埃斯里曼曼博士(Simon Aeschlimann博士)說。發(fā)表的研究。“通過各種實驗和模擬，我們能夠證明醋酸鉬分子既不會跳躍也不會旋轉(zhuǎn)，也不會形成簇。它們牢固地固定在方解石表面。”

科學家借助原子力顯微鏡進行了實驗。“在原子力顯微鏡中，一根細小的針頭會像電唱機一樣掃描材料的??表面，只是針頭不會直接接觸表面，而是會被原子力偏轉(zhuǎn)。然后，它會形成表面結構的圖像，”他說。埃斯利曼。例如，科學家檢查了乙酸鉬分子在方解石表面上的位置，以及它們在哪個方向上對齊。

之所以創(chuàng)建有序結構，是因為乙酸鉬分子與方解石表面的電荷分布精確對齊。方解石由形成規(guī)則晶格結構的鈣和碳酸鹽結構單元組成。“每個乙酸鉬分子僅適合于方解石表面上非常特定的位置，并且不會與其相鄰的乙酸鉬 分子發(fā)生相互作用。這意味著它被牢固地固定了，”Kühnle說。

作為從事純粹研究的科學家，Kühnle對如何在表面或界面上形成分子結構的問題很感興趣。但是結果也與電子應用相關：例如，如果可以按照相同的原理排列磁性金屬，則可以將其用于納米技術中以產(chǎn)生數(shù)據(jù)存儲，即，只有幾百萬分之一毫米大小的存儲器。其他可能的應用領域包括光學或化學傳感器。

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