校长点头笑了笑,嗯!有点儿意思!这玩意儿放在迈丹妮那儿是最保险的!
实验室中。
扫描隧道电子显微镜(St)都还在预热和自检调试中。
迈丹妮博士其实很少用到这么高端的设备,校长为了节约资源和维护经费,所以把两台高端设备都放在同一个实验室中。
(St)原理:(摘录自《牧云庭计算机大百科全书》)
扫描隧道电子显微镜(St)的工作原理是基于量子力学中的量子隧穿效应。当一个极细的尖针(针尖头部为单个原子)接近样品表面时,针尖头部的原子和样品表面原子的电子云会发生重叠。此时若在针尖和样品之间加上一个偏压,电子便会穿过针尖和样品之间的势垒而形成纳安级的隧道电流。
St的主要组成部分是一个尖端的探针,这个探针被精确地控制在离样品表面非常近的距离(通常在几个纳米以内),当探针和样品表面之间的距离改变时,电子流的强度会发生变化。这个强度变化被用来确定探针相对于样品表面的高度,从而以原子级的精度测量样品表面的形貌。
在实际工作中,St会在样品表面进行扫描,同时记录下隧道电流的变化。通过对这些数据的分析,可以得到样品表面的原子排列信息,并生成原子级别的图像。St具有很高的空间分辨率,横向可达0.1纳米,纵向可优于0.01纳米。
St不仅可以用于观测样品表面的形貌,还可以用于操纵原子。通过改变探针和样品表面之间的距离,可以改变探针和样品表面原子的相互作用强度,从而实现对原子的操控。例如,科学家们可以使用St将单个原子移动到特定的位置,以制造出原子级的电路……
这台先进的设备由校长亲自挂帅,花费9个多月的时间才打造成功,是校长手心里的宝贝疙瘩,校长给这台St取名为“洞察者”,希望它能让科学家们揭开和洞悉宇宙奥秘。
量子洞察者:(摘录自《牧云庭计算机技术》)
“量子洞察者“St是牧云庭顶级科学家们,精心选用了一种名为“超导碳纳米晶簇”的新型材料来制造针尖。这种材料由高度有序的碳纳米管和超导晶体复合而成,具备超乎寻常的导电性和稳定性。其电导率高达每秒10^8西门子\/米,且在极端环境下仍能保持稳定,热膨胀系数低至10^-6\/c。
在原理方面,他们深度挖掘了量子力学中的隧道效应原理。通过一套自主研发的“量子流精准测控系统”,能够将隧道电流的测量精度提升至1皮安,实现了对样品表面原子级别的超高精度测量和调控。
“量子洞察者”St的结构设计精妙绝伦。高精度的“磁悬浮机械传动系统”,可以以0.1纳米的精度移动针尖,确保对样品表面进行无死角的扫描。先进的“光子电子复合检测系统”,能够在瞬间处理每秒10^12次的电流变化数据,并转化为分辨率高达0.05纳米的清晰图像信号。超稳定的“多层分子泵真空维持系统”,能将真空度维持在10^-11帕斯卡以下,有效排除外界干扰。
负责这个项目的科学家们均是各自领域的翘楚。他们采用了前沿的“多维量子模拟技术”,在研发过程中,通过对超过1000种不同的设计方案进行模拟评估和优化,最终将研发周期缩短了30%。