Onderzoekers van de Aalto University hebben kunstmatige materialen vervaardigd met technische elektronische eigenschappen. Door individuele atomen onder hun microscoop te verplaatsen, de wetenschappers waren in staat om atomaire roosters te creëren met een vooraf bepaalde elektrische respons. De mogelijkheid om de atomen precies op een monster te rangschikken, brengt 'designer kwantummaterialen' een stap dichter bij de realiteit. Door atomen in een rooster te rangschikken, het wordt mogelijk om de elektronische eigenschappen van het materiaal te engineeren via de atomaire structuur.

Werken bij een temperatuur van vier graden Kelvin, de onderzoekers gebruikten een scanning tunneling microscope (STM) om vacatures te rangschikken in een enkele laag chlooratomen ondersteund op een koperkristal.

"De overeenkomst tussen atomaire structuur en elektronische eigenschappen is natuurlijk ook wat er in echte materialen gebeurt, maar hier hebben we volledige controle over de structuur. In principe, we zouden elk elektronisch eigendom kunnen targeten en experimenteel kunnen implementeren", zegt dr. Robert Drost die de experimenten uitvoerde aan de universiteit van Aalto.

Met behulp van hun atomaire assemblagemethode, het onderzoeksteam demonstreerde volledige controle door twee levensechte structuren te creëren, geïnspireerd op fundamentele modelsystemen met exotische elektronische eigenschappen.

De aanpak beperkt zich ook niet tot het door het onderzoeksteam gekozen chloorsysteem. Dezelfde methode kan worden toegepast in veel goed begrepen systemen in de oppervlakte- en nanowetenschappen en zou zelfs kunnen worden aangepast aan mesoscopische systemen, zoals kwantumdots, die worden gecontroleerd door lithografische processen.

"Er zijn veel fascinerende theoretische voorstellen die niet bestaan ​​in echte materialen. Dit is onze kans om deze ideeën experimenteel te testen", legt Academy Research Fellow Teemu Ojanen van Aalto University uit.