Bazel Universiteti tərəfindən

Swati Mestri tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tədqiqatçılar molekulları müəyyən qruplara yerləşdirmək üçün skanlama tunel mikroskopundan istifadə etdilər. Gərginlik tətbiq etdikdən sonra onlar qrup daxilində müxtəlif yerlərdə yük paylanmasını təyin etdilər. Bu, müxtəlif yük halqalarının müəyyən edilməsinə gətirib çıxardı və cütləşməmiş elektronların bir-biri ilə qarşılıqlı təsirdə olduğunu və eyni zamanda müxtəlif yerlərdə mövcud olduğunu sübut etdi. Müəllif: R. Pawlak (Bazel Universiteti) və P. Hapala (Çexiya Elmlər Akademiyası, Praqa)

Bazel Universitetinin tədqiqatçıları molekullar qrupundakı elektronların bir-biri ilə necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini və idarə oluna biləcəyini izah edən təfərrüatları dərc ediblər. Onların tapıntıları nanometr miqyasında kvant komponentləri və elektron sxemlərin hazırlanması üçün yeni yanaşmalar üçün yol açır.

Elektron komponentlər getdikcə kiçilir — əslində o qədər kiçikdir ki, vəziyyətlərin superpozisiyası kimi kvant hadisələri əsas rol oynayır. Bu hadisəni anlamaq nanometr miqyasında molekulyar komponentlərin və kiçik dövrələrin daha da inkişafı üçün vacibdir.

Molekullar daxilində qoşalaşmış elektronların davranışı artıq yaxşı başa düşülür. Lakin, xarici qabığında qoşalaşmamış elektron olan molekullar olan radikallar üçün molekullar arasında qarşılıqlı təsirləri və kiçik molekul qruplarında əlaqəli yükün yenidən bölüşdürülməsini təsvir edən nəzəri modellər mövcud deyildi.

Elektronlar bir-birinə təsir edir

İndi İsveçrə Nanoelm İnstitutundan və Bazel Universitetinin Fizika Bölməsindən professor Ernst Meyerin rəhbərlik etdiyi bir qrup, xüsusi sintez edilmiş tetrabromo-tetraazapiren (TBTAP) molekulunun klasterlərində elektronların dinamikası ilə bağlı eksperimental və nəzəri tədqiqat aparıb.

Skanerləmə tunel mikroskopundan (STM) istifadə edərək, molekulları üç və altı nəfərlik qruplar halında yerləşdirdilər. Müxtəlif gərginliklər tətbiq etdikdən sonra klasterdəki müxtəlif mövqelərdə yük və cərəyanı təyin etdilər.

Meyerin komandasından nəşrin ilk müəllifi Dr. Chao Li izah edir: “Biz qonşu molekullardakı cütləşməmiş elektronların müstəqil olmaq əvəzinə, bir-birinə təsir etdiyini aşkar etdik. STM şəkillərində halqa formalı, çiçək kimi yük paylanması nümunələri göstərilib.

Kvant mexanikasının qanunlarına görə, təbiət bütün molekullar arasında vahid paylanmaya malik qarışıq vəziyyətə üstünlük verir. Lakin, klasterlər daxilində yüklər arasındakı itələmə o qədər güclüdür ki, bir və ya iki elektron substrata buraxılır. Lakin klasterlər daxilində sabit yük paylanması yoxdur. İki elektronlu üç molekullu klasterdə bir neçə kombinasiya eyni vaxtda superpozisiya şəklində baş verir (məsələn, 011, 101, 110). Bəzi hallarda, tədqiqatçılar ölçmə yerindən və tətbiq olunan gərginlikdən asılı olaraq yalnız bir yükü – eyni vaxtda birdən çox molekul arasında paylanmış (001, 010, 100) – müşahidə ediblər.

Altı molekul ilə davranış bir qədər fərqli idi: Daxili molekulların neytral, xarici üçünün isə yüklü olduğu aşkar edildi.

“Yüklər artıq fərdi molekulda lokallaşdırılmır, əksinə eyni anda bir neçə yerdə mövcuddur – necə ki, Şrödingerin pişiyi eyni vaxtda həm ölü, həm də diridir”, – işə rəhbərlik edən Meyerin komandasından Dr. Remi Pavlak ümumiləşdirir.

Tədqiqatçılar başqa bir sürprizlə qarşılaşdılar: mənfi diferensial keçiricilik kimi tanınan bir fenomen müəyyən gərginliklərdə və mövqelərdə baş verdi – başqa sözlə, gərginlik artsa da, elektrik cərəyanı azaldı. Makroskopik dünyada demək olar ki, ağlasığmaz olan bu cür təsirlər gələcəkdə məqsədyönlü istifadəyə verilə bilər – məsələn, gərginliklə idarə olunan osilatorlar tələb olunduqda mobil telefonlarda və ya kvant kompüterlərində.

Kəmiyyət nəzəri modeli

Tədqiqatçılar “Nature Communications” kitabında həmçinin eksperimental ölçmələrini birləşdirilmiş nəzəri modelin köməyi ilə necə simulyasiya edə və kəmiyyətcə izah edə bildiklərini təsvir edirlər. Bu, onlara oxşar klasterlərdə yüklərin davranışı və dinamikası haqqında proqnozlar verməyə imkan verir. Bu cür dəqiq modellər molekulyar klasterlərin xüsusiyyətlərini idarə etmək və sonradan nanoskopik komponentlər sahəsində daha da irəliləyişlər əldə etmək üçün lazımdır. Əsas tapıntılardan biri də çoxelektronlu hallar kimi tanınan kollektiv xüsusiyyətlərin həyati əhəmiyyət kəsb etməsidir.

Meyer tapıntıları ümumiləşdirir: “Biz burada göstərdik ki, biz yalnız molekulyar klasterlərdəki mürəkkəb qarşılıqlı təsirləri başa düşmürük, həm də onlardan məqsədyönlü şəkildə istifadə edə bilərik. Bu, molekulyar səviyyədə yeni nəsil elektron komponentlərin hazırlanması istiqamətində əsas addımdır.”

İş, Bazel, Bern, Nankin (Çin) və Praqa (Çexiya) tədqiqatçıları arasında əməkdaşlığın bir hissəsi olaraq həyata keçirilmişdir.

Nəşr detalları

Chao Li və digərləri, Üçbucaqlı molekulyar birləşmələrdə qeyri-tarazlıqla əlaqəli elektron dinamikası, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75051-3

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Əsas anlayışlar

Xarici sahələrdə atom və molekulyar proseslərElektrik xüsusiyyətləriElektron quruluşKvazipartiküllər və kollektiv həyəcanlarNəqliyyat hadisələri

Bazel Universiteti tərəfindən təmin edilir