Movendo átomos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/05/2003

Cientistas da Universidade de Osaka (Japão) conseguiram manipular um único átomo de uma superfície de silício, utilizando um Microscópio de Força Atômica (AFM) em baixa temperatura.

Além de ser o primeiro experimento a conseguir o feito com a utilização de um AFM, o novo método funciona em materiais não condutores.

Microscópio de tunelamento

Em 1989, cientistas da IBM utilizaram um outro tipo de microscópio, o microscópio de tunelamento (STM), para escrever as letras "I-B-M" utilizando 35 átomos de xenon colocados sobre uma superfície de níquel.

O microscópio de tunelamento é utilizado para gerar uma imagem topográfica de uma superfície, com a resolução de um átomo. Ou seja, ele é capaz de "fotografar" os átomos de uma superfície.

O STM funciona com a aplicação de uma tensão em uma agulha microscópica e fazendo-se esta agulha deslizar ao longo da superfície que se deseja "fotografar", sem tocá-la. A imagem é gerada através do mapeamento da corrente gerada entre os átomos da superfície e a agulha. Alterando-se a corrente aplicada sobre a agulha, consegue-se movimentar os átomos.

Microscópio de força atômica

O microscópio de força atômica (AFM) utilizado pelos cientistas japoneses, por sua vez, mede as forças mecânicas entre a agulha e os átomos, podendo, desta forma, funcionar em materiais não condutores.

A experiência, publicada no periódico Physical Review Letters, não deixou margens a dúvidas: os cientistas partiram de um padrão de 7 x 7 átomos de silício. Retiraram um átomo do meio da matriz e depois o recolocaram no lugar. O estudo é assinado pelos pesquisadores Noriaki Oyabu, Oscar Custance, Insook Yi, Yasuhiro Sugawara e Seizo Morita.

A forte ação de repulsão química entre os átomos de silício e os átomos da agulha do microscópio leva à remoção do átomo de sua posição de equilíbrio na superfície do material, sem a perturbação dos átomos vizinhos. Ao perder suas ligações com os vizinhos, o átomo fixa-se na ponta da agulha.

O mesmo processo é utilizado para a recolocação daquele único átomo na posição desejada, apenas pressionando-se a agulha contra o material, o que faz com que o átomo refaça suas ligações químicas.

O que distingue o novo procedimento é que ele se vale de processos puramente mecânicos, sem a necessidade de aplicação de qualquer tensão na agulha.