Nieuwe modellen stellen voor om manieren te bedenken om een ​​oppervlak op een submicrometrisch niveau te onderzoeken, omdat dit ons zal helpen begrijpen hoe de diffusie van elektronen de aantrekkingskrachten op lange afstand beïnvloedt.

Theoretisch fysicus Elad Eizner van de Ben Gurion University, Israël, en collega's hebben modellen gemaakt om de aantrekkingskrachten te bestuderen die van invloed zijn op atomen die zich op een groot aantal afstanden van een oppervlak bevinden, in het bereik van honderden nanometers. hun resultaten, wordt binnenkort gepubliceerd in Europees fysiek tijdschrift D , laten zien dat deze krachten afhankelijk zijn van elektronendiffusie, ongeacht of het oppervlak geleidend is of niet. uiteindelijk, deze bevindingen zouden kunnen bijdragen aan het ontwerpen van minimaal invasieve oppervlaktesondes.

Het bombarderen van een oppervlak met atomen helpt ons de verdeling van de elektronen en de structurele rangschikking van de oppervlakte-atomen te begrijpen. De auteurs concentreerden zich op het begrijpen hoe een langeafstandskracht - de van der Waals-Casimir-Polder (vdW-CP) -kracht - die aanwezig is tussen een atoom en een oppervlak, ons in staat stelt om oppervlaktekenmerken te onderscheiden op basis van hun geleidbaarheid.

Een sleutelfactor voor het begrijpen van het gedrag van de kracht, ze realiseerden zich, is de grootte van de elektronenwolk die een onzuiverheidslading in het systeem omringt. Dit laatste hangt zowel af van de geleidbaarheid van de elektronen als van hun vermogen om in en langs het oppervlak te diffunderen.

Ze bedachten een model voor de diffusie van de elektronische lading in het grootste deel van het materiaal en een ander in het nabije oppervlak. Ze testten hun modellen op zowel geleidende als niet-geleidende oppervlakken. Zo konden ze verklaren waarom de atoom-oppervlaktekracht een continue overgang vertoont in termen van geleidbaarheid tussen beide soorten oppervlakken.

Voor afstanden vergelijkbaar met de grootte van de verspreiding van de elektronenwolk, de kracht van de vdW-CP aantrekkingskracht, ze vonden, kan helpen onderscheid te maken tussen bulk- en oppervlakte-elektronendiffusie. Het zou daarom als sonde kunnen worden gebruikt. Potentiële toepassingen bestaan, bijvoorbeeld, in kwantumcomputerhardware-architecturen gericht op de interface tussen verschillende dragers van kwantumbits informatie.