Заказ OnLine : Ваша корзина
Наномикрофон из отдельной молекулы
Исследователи из Нидерландов разработали самый маленький в мире микрофон, акустическим детектором которой является одна, отдельная молекула. В перспективе такой наномикрофон может найти применение для регистрации акустических колебаний исключительно малых наноразмерных объектов, а также оказаться полезным для определения границы, разделяющей классическую и квантовую механику.
Для создания микрофона исследователи из группы Майкла Оррита из Университета Лейдена взяли кристалл антрацена, легированный молекулами органического красителя дибензотеррилена (DBT). Этот кристалл был помещен на крошечный кварцевый камертон, который представлял собой источник колебаний, после чего система была охлаждена до нескольких градусов выше абсолютного нуля, и на кристалл направляли луч лазера.
Колебания камертона заставляют кристалл антрацена деформироваться, что изменяет нулевую фононную линию дибензортеллилена.
В условиях эксперимента молекула дибензотеррилена поглощает фотон и переходит из основного в возбужденное состояние в ходе однократного квантового перехода без термического или колебательного движения.
Такая исключительно узкая область спектра поглощения обозначается как нулевая фононная линия (ZPL). Поскольку каждая молекула дибензотеррилена в образце эффективно размещена в своем собственном окружении по отношению к окружающим ее атомным структурам, каждой молекуле соответствует свое уникальное значение нулевой фононной линии. Как отмечает Оррит, настройка лазера проводилась до детектирования сильного флуоресцентного сигнала, который позволяет судить о том, что возбуждается и флуоресцирует одна отдельная молекула.
При инициировании колебаний кварцевого камертона, протекающих с крошечной амплитудой, происходит искажение кристаллической матрицы антрацена, что, в свою очередь, приводило к изменению расстояния между молекулами дибензотеррилена и ближайшими к ним молекулами антрацена, в результате чего происходило изменение величины нулевой фононной линии.
Оррит отмечает, что предложенный им принцип можно расширить на сочетание системы антрацен-дибензотеррилен с меньшими по размеру акустическими системами, например углеродными нанотрубками, что, в перспективе, позволит найти, где находится граница между объектами, за которые отвечают классическая и квантовая механики, и Оррин надеется, что эту границу в скором времени удастся обнаружить.
