agosto 3, 2021

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Enlaces muy débiles con átomos artificiales formados por corrales cuánticos

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Vinculando a un corral cuántico

A menudo se forman enlaces químicos entre los estados electrónicos de los átomos; en principio, otros estados electrónicos también podrían formar vínculos. Stilp et al. descubrió que los estados electrónicos creados dentro de las plumas cuánticas, grandes anillos de átomos de hierro en una superficie de cobre, pueden formar enlaces químicos con átomos de metal en la punta de un microscopio de fuerza atómica. Los estados corrales se forman a partir de muchos electrones, pero tienen una gran extensión espacial en comparación con un orbital atómico. El enlace covalente a un estado corral de 48 átomos tenía una energía de solo 5 milielectrones voltios.

Ciencias, abe2600, este problema p. 1196

Resumen

Exploramos las propiedades de unión del corral cuántico (un círculo de 48 átomos de hierro colocados sobre una superficie de cobre) informado por Crommie et al. en 1993, junto con variantes, como un átomo artificial que usa un microscopio de fuerza atómica (AFM). La geometría de la pluma original confina 102 electrones a 28 estados de energía discretos, y encontramos que estos estados pueden formar un enlace con el átomo frontal del AFM con una energía de aproximadamente 5 milielectrones voltios. Las fuerzas medidas son aproximadamente 1/1000 de las fuerzas típicas en AFM resuelto atómicamente. Los electrones confinados mostraron atracción covalente a los picos de metal y repulsión de Pauli a los picos terminados en CO. La repulsión de corto alcance fue evidente por la respuesta de los estados de la pluma creados por la colocación deliberada de átomos de hierro simples dentro de la pluma. Las fuerzas se escalaron adecuadamente con un corral de 24 átomos.

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