Moléculas de hidrógeno como sensores cuánticos

"Interesting Engineering" por Loukia Papadopoulos el 24 de abril de 2022

Físicos de la Universidad de California en Irvine publicaron un artículo en "Science" y revelaron que utilizaron moléculas de hidrógeno como sensores cuánticos en microscopía electrónica de efecto túnel para detectar las propiedades químicas de sustancias con una resolución temporal y espacial sin precedentes.

La imagen de arriba muestra que en un microscopio electrónico de efecto túnel en un súper vacío, una molécula de hidrógeno se encuentra entre la punta de la sonda de plata y la muestra cuando se excita con un nivel de femtosegundo (10 menos 15 segundos) de terahercios. láser Después de que se libera la molécula de hidrógeno, la molécula de hidrógeno pasa del estado fundamental al estado excitado y luego regresa al estado fundamental en decenas de picosegundos (10 menos 12 segundos). Esta oscilación puede circular para desencadenar una corriente rectificadora, lo que permite a los científicos obtener una superposición de dos estados para observar la interacción entre las moléculas de hidrógeno y el medio ambiente.

Cuando el microscopio electrónico de efecto túnel está funcionando, las moléculas de hidrógeno pasan a formar parte del microscopio electrónico, actuando así como un sensor muy sensible, permitiendo al observador observar 0,1 angstroms (10 elevado a menos 10ª potencia) metros ) resolución. Esta resolución espacial a nivel atómico y la resolución temporal a nivel de femtosegundos permiten a los observadores ver la distribución de carga en la muestra. Esta tecnología se puede aplicar para detectar materia bidimensional y tiene amplias perspectivas de aplicación en sistemas energéticos avanzados, electrónica, computadoras cuánticas y otros campos.