Feynman mia³ racjê

ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2001

W grudniu

1959 roku Richard

Feynman, przysz∏y laureat Nagrody No-
bla, wyg∏osi∏ wizjonerski i cz´sto obec-
nie cytowany wyk∏ad pod intrygujàcym
tytu∏em „Tam na dole jest mnóstwo miej-
sca”. Okazjà ku temu by∏ zjazd Ameri-
can Physical Society (Amerykaƒskiego
Towarzystwa Fizycznego), który odby∏
si´ w California Institute of Technology
– wówczas Feynmana, a dziÊ moim in-
telektualnym domu. Choç nie by∏o to in-
tencjà autora, 7000 wypowiedzianych
wtedy przez niego s∏ów wyznaczy∏o ka-
mieƒ milowy w nanotechnologii, na d∏u-
go zanim na horyzoncie pojawi∏o si´ ja-
kiekolwiek „nano”.

„Chcia∏bym opisaç dziedzin´, w któ-

rej zosta∏o zrobione bardzo ma∏o, choç
w zasadzie mo˝e si´ w niej dokonaç
ogromny post´p – rozpoczà∏. – (...)
Chcia∏bym mówiç o problemie manipu-

lowania przedmiotami w ma∏ej skali (...).
To, co ju˝ zrobi∏em, to pokaza∏em, ˝e
jest na to miejsce – tzn., ˝e zmniejsza-
nie przedmiotów w praktyce jest real-
ne. Zamierzam wykazaç, ˝e jest na to
mnóstwo miejsca. Nie b´d´ teraz oma-
wiaç, jak zamierzamy to zrobiç, lecz je-
dynie chc´ wskazaç, co w zasadzie jest
mo˝liwe (...). Nie robimy tego po pro-
stu dlatego, ˝e jeszcze si´ do tego nie
zabraliÊmy.”

Rozmach wizji Feynmana by∏ zdumie-

wajàcy. W tym wyk∏adzie sprzed 42 lat
przewidzia∏ pojawienie si´ wielu dobrze
dziÊ ju˝ rozwini´tych dyscyplin nauko-
wych i technik, takich jak wytwarzanie
struktur za pomocà wiàzki elektronów
albo jonów, epitaksja z wiàzek moleku-
larnych, nanolitografia, projekcyjna mi-
kroskopia elektronowa, manipulowanie
pojedynczymi atomami, elektronika wy-

korzystujàca efekty kwantowe, elektro-
nika spinowa (zwana spintronikà) czy
konstrukcja uk∏adów mikroelektrome-
chanicznych (MEMS). Jego wyk∏ad mia∏
te˝ coÊ z magii, w którà zresztà Feyn-
man spowija∏ wszystko, ku czemu zwra-
ca∏ si´ jego niezwyk∏y umys∏. W istocie
to on g∏´boko zainspirowa∏ mnie do pod-
j´cia przed 20 laty badaƒ w dziedzinie fi-
zyki nanoskali.

DziÊ mamy ju˝ do czynienia z nano-

technologicznà goràczkà z∏ota. Do wy-
Êcigu przystàpi∏y prawie wszystkie agen-
dy finansujàce badania naukowe i tech-
niczne. Indywidualni naukowcy i instytu-
cje walczà o kawa∏ek tego tortu. Ale z r´-
kà na sercu stwierdzam, ˝e wiele pomy-
s∏ów uÊwi´conych przedrostkiem „nano”
to czysta kpina z wizji Feynmana.

Dopiero stawiamy pierwsze kroki

w urzeczywistnianiu jego wielkiego po-

NANO

FIZYKA

Feynman

mia∏ racj´

ZejÊcie w dó∏, do nanoskali, jest mo˝liwe.

Najpierw jednak trzeba zrozumieç

niezwyk∏e prawa fizyki

rzàdzàce w tym Êwiecie

Michael Roukes

mys∏u: budowaniu, atom po atomie,
skomplikowanych maszyn i obwodów.
Na razie potrafimy jedynie robiç rzeczy
najprostsze. Daleko nam do masowej pro-
dukcji nanouk∏adów – zintegrowanych
wieloelementowych nanourzàdzeƒ o
stopniu komplikacji i mo˝liwoÊciach dzi-
siejszych mikroprocesorów. W dodatku
jest jeszcze fundamentalny problem na-
ukowy: coraz bardziej oczywisty staje si´
fakt, ˝e dopiero zaczynamy gromadziç
szczegó∏owà wiedz´, która legnie u pod-
staw przysz∏ej nanotechnologii. Nowe
odkrycia dotyczà w∏aÊciwoÊci i zacho-
wania si´ grup atomów i czàsteczek w
skali nie tak du˝ej, by mo˝na uznaç jà za
makroskopowà, choç du˝o wi´kszej ni˝
mikroskopowa. To nauka o mezoskali i
dopóki nie zrozumiemy rzàdzàcych nià
praw, trudno b´dzie budowaç urzàdze-
nia o praktycznym znaczeniu.

Naukowcy i in˝ynierowie ∏atwo wy-

twarzajà ju˝ nanostruktury o rozmia-
rach od jednego do kilkuset nanome-
trów – rzeczywiÊcie ma∏e, ale ciàgle
du˝o wi´ksze od prostych czàsteczek.
Obiekty mezoskopowe sà na ogó∏ nie-
por´cznym przedmiotem badaƒ. Sk∏a-
dajà si´ ze zbyt wielkiej liczby atomów,
aby da∏o si´ do nich bezpoÊrednio stoso-
waç mechanik´ kwantowà (mimo ˝e jej
podstawowe prawa nadal obowiàzujà).
Jednak uk∏ady te nie sà tak du˝e, by efek-
ty kwantowe mo˝na by∏o zupe∏nie po-
minàç; nie zachowujà si´ te˝ zgodnie
z prawami fizyki klasycznej, s∏usznymi
w przypadku obiektów makroskopo-

wych. A w∏aÊnie w tej poÊredniej mezo-
skali ujawniajà si´ niezwyk∏e w∏aÊciwo-
Êci takich uk∏adów.

Badacze zbli˝ajà si´ do granicy roz-

dzielajàcej makro- i mikroÊwiat, wyko-
rzystujàc uzupe∏niajàce si´ „w gór´”
i „w dó∏” metody wytwarzania struktur.
Post´p w technikach „w dó∏”, czyli wy-
twarzania coraz mniejszych obiektów,
na przyk∏ad w litografii elektronowej
(stosowanej przez mojà grup´ badaw-
czà), pozwala na operowanie z niemal
atomowà precyzjà. Osiàgni´cie zamie-
rzonego celu, nawet jeÊli nie mówiç
o powtarzalnoÊci parametrów budowa-
nej struktury o rozmiarze pojedynczych

M. J. MURPHY

, D. A. HARRING

TON I

M. L. ROUKES

California Institute of T

echnology

NOWOCZESNE URZÑDZENIA NANOTECHNOLOGICZNE,

jak przedstawione na fotografii elektro-

mechaniczne rezonatory, umo˝liwiajà naukowcom odkrywanie nowych praw fizyki rzàdzàcych
niezwyk∏ymi w∏aÊciwoÊciami materii w mezoskali.

LISTOPAD 2001

ÂWIAT NAUKI

nanometrów, bywa natomiast proble-
matyczne. Alternatywnà drogà rozwo-
ju sà techniki „w gór´” polegajàce na
samoustawianiu si´ atomów. Jednak
jeszcze nie nadchodzi era dowolnie du-
˝ych, uzyskiwanych tà metodà struktur
o zaprojektowanej z góry architekturze,
równie skomplikowanych, co powszech-
ne dziÊ uk∏ady mikroelektroniczne, mi-
kroelektromechaniczne czy stworzone
przez matk´ natur´. Wydaje si´, ˝e po-
dejÊcie „na dó∏” najprawdopodobniej
d∏ugo pozostanie jedynà metodà two-
rzenia naprawd´ skomplikowanych
urzàdzeƒ [patrz: George M. Whitesides
i J. Christopher Love „Sztuka budowa-
nia bardzo ma∏ych struktur”, s. 30].

Pokonanie trudnoÊci w dotarciu do

mezoskali „z góry” czy te˝ „z do∏u” jest
dla fizyków wielkim wyzwaniem. Wy-
daje si´ jednak, ˝e istota historycznego
wyk∏adu Feynmana bywa ostatnio
opacznie rozumiana jako przyzwolenie
na realizacj´ w ramach nanotechnologii
ka˝dego pomys∏u. Tymczasem Feynman
nigdy nie twierdzi∏, ˝e w nanoskali
„wszystko dzia∏a”. Ostrzega∏ na przy-
k∏ad, ˝e sama próba „ustawiania ato-
mów jeden obok drugiego, tak jak chce-
my”, ograniczona jest fundamentalnymi
zasadami: „Nie mo˝na na przyk∏ad usta-
wiç ich tak, ˝e uk∏ad b´dzie niestabilny
chemicznie”. I rzeczywiÊcie, za pomo-
cà mikroskopów skaningowych mo˝na
przesuwaç atomy z miejsca na miejsce
po przygotowanej powierzchni, ale nie
oznacza to jeszcze, ˝e posiedliÊmy umie-

j´tnoÊç aran˝acji skomplikowanych
uk∏adów czàsteczek. Dzisiejsze osiàgni´-
cia – choç wydajà si´ spektakularne –
sà bardzo skromne. W koƒcu jednak
opracujemy sposoby umo˝liwiajàce spi-
nanie pojedynczych wiàzaƒ mi´dzy ato-
mami w bardziej ogólnych warunkach.
Na pewno w rozbudowanej sieci takich
po∏àczeƒ poszczególne wiàzania b´dà
oddzia∏ywaç na siebie w sposób, które-
go jeszcze nie rozumiemy, a zatem nie
potrafimy kontrolowaç.

OczywiÊcie Feynman chcia∏, by jego

wizja zainspirowa∏a s∏uchaczy. Gdyby
˝y∏, zapewne z niepokojem przyjmowa∏-
by interpretowanie jej jako prawdy ob-
jawionej. Przedstawia∏ bowiem swoje
idee z charakterystycznà figlarnoÊcià,
a zarazem z g∏´bokim zrozumieniem isto-
ty zagadnienia. Na nasze nieszcz´Êcie ob-
szar zagadnieƒ nazywany nanotechno-
logià by∏ tylko jednym z wielu, które go
intrygowa∏y. Nigdy naprawd´ nie rozwi-
nà∏ tego tematu; wróci∏ do niego tylko
raz, powtarzajàc w 1983 roku swój wy-
k∏ad w Jet Propulsion Laboratory.

Triumf nowych praw

1959 ROKU

, a nawet w 1983, daleko by-

∏o do pe∏nego zrozumienia fizyki zja-
wisk zachodzàcych w mezoskali. Mam
wi´c dobrà wiadomoÊç dla badaczy: dziÊ
jesteÊmy mniej wi´cej w tym samym
miejscu! Wielkie, egzotyczne obszary
wcià˝ czekajà na odkrywców. Zg∏´biajàc
je, poznamy ca∏à gam´ nowych zjawisk,
które musimy zrozumieç, aby pojawi∏y

si´ praktyczne zastosowania nanotech-
nologii. W ostatnich 20 latach byliÊmy
Êwiadkami odkrycia nowych praw fizy-
ki, które rzàdzà mezoÊwiatem. Rozpa-
trzmy trzy wa˝ne przyk∏ady.

Jesienià 1987 roku Bart J. van Wees,

doktorant z Politechniki w Delft w Ho-
landii, i Henk van Houten z Philips Re-
search Laboratories wraz ze wspó∏pra-
cownikami badali przep∏yw pràdu
elektrycznego przez obiekty dziÊ nazy-
wane punktowymi kontaktami kwan-
towymi – metaliczne elektrody o na-
nometrowych rozmiarach [ilustracja na
stronie 44

]. Pewnego wieczoru Leo

Kouwenhoven, stypendysta odbywajà-
cy sta˝ podoktorski u van Weesa, pro-
wadzi∏ pomiary przewodnictwa takich
uk∏adów, zmieniajàc systematycznie ich
rozmiar. Badacze spodziewali si´ zaob-
serwowaç jedynie nieznaczne odchyle-
nia od g∏adkiego, pozbawionego struk-
tury t∏a. Tymczasem zauwa˝yli bardzo
wyraênà, dziÊ ju˝ charakterystycznà, za-
le˝noÊç w kszta∏cie schodów. Dalsza
analiza przeprowadzona tamtej nocy
wykaza∏a, ˝e wartoÊci przewodnictwa
odpowiadajàce p∏askim fragmentom
mierzonych zale˝noÊci mia∏y ustalone
wartoÊci.

Póêniej David Wharam i Michael Pep-

per z Univeristy of Cambridge uzyskali
podobne wyniki. Te dwa odkrycia by∏y
pierwszymi mocnymi dowodami istnie-
nia kwantyzacji przewodnictwa elek-
trycznego. Jest to podstawowa w∏aÊci-
woÊç ma∏ych przewodników, która
pojawia si´, gdy funkcje falowe elektro-
nów nie tracà spójnoÊci na drodze czà-
stek ze „êród∏a” do „drenu” – wejÊcia
i wyjÊcia – nanometrowego obwodu.

Feynman przewidzia∏ cz´Êciowo ta-

kie zachowanie: „Rozwa˝a∏em proble-
my konstrukcji miniaturowych obwo-
dów elektrycznych i stwierdzi∏em, ˝e
zagadnienie oporu jest niebagatelne...”
DoÊwiadczenia wykaza∏y jednak coÊ na-
prawd´ nowego i fundamentalnego:
dzia∏aniem ma∏ych urzàdzeƒ elektrycz-
nych rzàdzi mechanika kwantowa.

Ujawnianie si´ efektów kwantowych

w tego typu przewodnikach wykaza∏

ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2001

Coraz bardziej oczywisty staje si´ fakt,

˝e dopiero zaczynamy gromadziç szczegó∏owà wiedz´,

która legnie u podstaw nanotechnologii.

Nanotechnologiczne urzàdzenia, mniejsze ni˝ obiekty makroskopowe, ale wi´ksze

ni˝ czàsteczki, istniejà w niezwyk∏ym Êwiecie – mezoskali, gdzie w∏aÊciwoÊci materii
podlegajà tajemniczej mieszaninie praw fizyki klasycznej i kwantowej.

In˝ynierowie nie b´dà mogli konstruowaç poprawnie dzia∏ajàcych nanourzàdzeƒ,

dopóki nie poznamy fizyki obiektów mezoskopowych.

Fizycy odkrywajà prawa obowiàzujàce w mezoskali, budujàc niezwyk∏e, skomplikowane

uk∏ady atomów i mierzàc ich intrygujàce w∏aÊciwoÊci.

Gdy uda si´ zrozumieç w∏aÊciwoÊci nanometrowych obiektów, b´dzie mo˝na w pe∏ni

zrealizowaç proroczà wizj´ Richarda Feynmana: przyroda daje nam wielkie pole do popisu
w nanoÊwiecie, który prawdopodobnie uda si´ zape∏niç u˝ytecznymi dla ludzkoÊci
wynalazkami.

Przeglàd /

Nanofizyka

w 1957 roku Rolf Landauer, teoretyk
z IBM, który sformu∏owa∏ pionierskie
idee nanoelektroniki i fizyki obliczeƒ.
Ale dopiero w po∏owie lat osiemdziesià-
tych technologia materia∏owa i techni-
ki wytwarzania mikrostruktur umo˝li-
wi∏y badanie tych zjawisk w laborato-
rium. Odkrycia dokonane w 1987 roku
zwiastowa∏y triumf „mezoskopii”.

Drugim wa˝nym przyk∏adem nowych

odkryç w mezoskali, które przybli˝y∏y
narodziny nanotechnologii, jest prawo
zaproponowane po raz pierwszy w 1985
roku przez Konstantina Lichariewa,
m∏odego profesora fizyki z Uniwersyte-
tu Moskiewskiego, jego wspó∏pracow-
nika Aleksandra Zorina i studenta Dy-
mitra Awerina. Otó˝ badacze ci prze-
widzieli, ˝e b´dzie mo˝na kontrolowaç
ruch pojedynczego elektronu wewnàtrz
i na zewnàtrz tzw. wyspy kulombow-
skiej – przewodnika s∏abo sprz´˝onego
z pozosta∏à cz´Êcià nanoobwodu. Idea ta
jest podstawà konstrukcji tranzystora
nowego typu, dzia∏ajàcego na zasadzie
ruchu jednego elektronu. Gdy wyspa
staje si´ coraz mniejsza, zmiana jej

∏adunku wymaga coraz wi´kszej ener-
gii. Wskutek tego jeden elektron mo˝e
sterowaç przep∏ywem pràdu w ma∏ym
urzàdzeniu.

Takie rozwa˝ania nabierajà coraz wi´k-

szego znaczenia technologicznego. Z d∏u-
goterminowych prognoz wykonanych
w ramach przemys∏owego projektu In-
ternational Technology Roadmap for Se-
miconductors wynika, ˝e do roku 2014
minimalne rozmiary tranzystora zmniej-
szà si´ do 20 nm. W tej skali ka˝de prze-
∏àczenie wymagaç b´dzie tylko oko∏o
oÊmiu elektronów. Rozwiàzania, które
b´dà prawid∏owo uwzgl´dniaç efekty
elektrostatyczne zwiàzane z pojedynczy-
mi elektronami, stanà si´ wobec powy˝-
szego niezwykle istotne.

Dzi´ki post´pom w wytwarzaniu

struktur nanometrowych do roku 1987
Theodore A. Fulton i Gerald J. Dolan
z Bell Laboratories skonstruowali
pierwszy tranzystor prze∏àczany jed-
nym elektronem [ilustracja na stronie
46

]. Odkryte przez nich zjawiska zwià-

zane z przemieszczaniem pojedyncze-
go elektronu, zwane obecnie efektami
blokady kulombowskiej, obserwuje si´
w wielu ró˝norodnych strukturach.
W miar´ badania coraz mniejszych
obiektów widaç, ˝e obecnoÊç blokady
kulombowskiej w s∏abo sprz´˝onych ob-
wodach o nanometrowych rozmiarach
jest raczej regu∏à ni˝ wyjàtkiem. Uwi-
dacznia si´ to zw∏aszcza w doÊwiadcze-
niach z przepuszczaniem pràdu przez
pojedyncze czàsteczki. Moleku∏y mogà
pe∏niç rol´ wysp kulombowskich z po-
wodu s∏abego sprz´˝enia z elektroda-
mi ∏àczàcymi je z makroÊwiatem. Naj-
wi´kszym wyzwaniem nowej dziedziny,
elektroniki molekularnej, jest teraz
opracowanie sposobu wykonywania
trwa∏ych, powtarzalnych po∏àczeƒ z ma-
∏ymi czàsteczkami.

W 1990 roku, gdy znane ju˝ by∏y wy-

niki opisanych wy˝ej badaƒ, pracowa-
∏em w Bell Communications Research
nad przewodnictwem elektronów w me-
zoskopowych strukturach pó∏przewod-
nikowych. W ramach jednego z pobocz-
nych projektów (wraz ze mnà realizo-
wali go Larry Schiavone i Axel Sche-
rer) zaczà∏em rozwijaç technik´, która
– mia∏em nadziej´ – mog∏aby ukazaç
kwantowà natur´ przep∏ywu ciep∏a. Za-
gadnienie to wymaga∏o znacznie bar-
dziej wyrafinowanych struktur ni˝ p∏a-
skie obwody wykorzystywane w bada-
niach mezoskopowej elektroniki. Po-
trzebowaliÊmy swobodnie zawieszonych
urzàdzeƒ, uk∏adów ca∏kowicie trójwy-
miarowych. O s∏odka niewiedzo... Do-
Êwiadczenia okaza∏y si´ tak skompliko-
wane, ˝e ich przeprowadzenie zaj´∏o
nam prawie 10 lat.

Pierwsze powa˝ne badania wykona-

∏em w 1992 roku po przeniesieniu si´
do Caltech, we wspó∏pracy z Johnem

LISTOPAD 2001

ÂWIAT NAUKI

MICHAEL ROUKES jest profesorem fizyki w California Institute of Technology, kieruje grupà
badajàcà nanometrowe struktury. Wraz z zespo∏em zamierza podjàç prób´ zwi´kszenia mi-
liard razy czu∏oÊci dzisiejszych technik kalorymetrycznych. Byç mo˝e pozwoli to na obserwa-
cj´ pojedynczych kwantów ciep∏a wymienianych z otoczeniem podczas ozi´biania nanoobwo-
du i wr´cz nieprawdopodobne zwi´kszenie czu∏oÊci obrazowania za pomocà rezonansu
magnetycznego, dzi´ki czemu uda si´ stworzyç trójwymiarowe obrazy skomplikowanych czà-
steczek biologicznych z atomowà rozdzielczoÊcià.

AUTORZE

NANOMOSTEK,

dzi´ki któremu grupa fizyków z Caltech zaobserwowa∏a po raz pierwszy kwan-

tyzacj´ przewodnictwa cieplnego – fundamentalne ograniczenie dotyczàce przep∏ywu ciep∏a przez
mikroskopijne obiekty. Cztery dziury (czarny) wytrawione w membranie z azotku krzemu otacza-
jà rezerwuar ciep∏a (Êrodkowy zielony kwadrat) zawieszony na czterech wàskich mostkach. Jed-
na ze z∏otych elektrod (˝ó∏ty) pe∏ni rol´ elektrycznego piecyka grzejàcego rezerwuar, druga mie-
rzy jego temperatur´. Cienkie warstwy nadprzewodzàce (niebieski) naniesione na mostki ∏àczà
elektrycznie elektrody z innymi elementami urzàdzenia, ale nie przenoszà ciep∏a. Ciep∏o z rezer-
wuaru odp∏ywa tylko przez mostki z azotku krzemu, które sà tak wàskie, ˝e przepuszczajà jedy-
nie fale cieplne o najni˝szej energii.

K. C. SCHW

AB, E. A. HENRIKSEN i

M. L. ROUKES

Caltech

Worlockiem z University of Utah i dwo-
ma stypendystami odbywajàcymi kolej-
no w mojej grupie sta˝ podoktorski. Tho-
mas Tighe opracowa∏ metody i urzà-
dzenia umo˝liwiajàce pierwszy bezpo-
Êredni pomiar przep∏ywu ciep∏a w na-
nostrukturach. Keith Schwab ulepszy∏
potem konstrukcj´ zawieszonych nano-
struktur i obudowa∏ je niezwykle czu∏y-
mi detektorami przystosowanymi do
pracy w ekstremalnie niskiej tempera-
turze, w której poszukiwane efekty sta-
wa∏y si´ najwyraêniejsze.

Pod koniec lata 1999 roku Schwab

zaobserwowa∏ w koƒcu przep∏yw cie-
p∏a przez bardzo ma∏e „druty” z azot-
ku krzemu. Ju˝ w tych pierwszych po-
miarach stwierdziliÊmy, ˝e istnieje pod-
stawowe ograniczenie, jakiemu pod-
lega przep∏yw ciep∏a w strukturach
mezoskopowych. ObecnoÊç tej granicy
wià˝e si´ z czymÊ, co obecnie nazy-
wamy kwantem przewodnictwa ciepl-
nego. OkreÊla on maksymalnà szyb-
koÊç, z jakà ciep∏o mo˝e byç przeno-

szone przez pojedyncze drganie me-
chaniczne o charakterze fali obej-
mujàcej ca∏e nanourzàdzenie. Jest to
zjawisko analogiczne do kwantowe-
go przewodnictwa elektrycznego, lecz
rzàdzi transportem ciep∏a. Ten kwant
jest istotnym parametrem w nanoelek-
tronice; okreÊla on ostatecznà grani-
c´ szybkoÊci rozpraszania ciep∏a w
mikrouk∏adach. Innymi s∏owy, dzia-
∏anie wszystkich „aktywnych” urzàdzeƒ
wymaga nieco energii, a ich stabil-
na praca bez przegrzewania si´ jest
mo˝liwa tylko dzi´ki odprowadzaniu
ciep∏a, które wytwarzajà. Ch∏odzenie
mikroprocesorów w celu ochrony przed
zniszczeniem urasta do kluczowego
problemu w sytuacji, gdy in˝yniero-
wie wcià˝ usi∏ujà zwi´kszyç g´stoÊç
upakowania tranzystorów i zmusiç je
do coraz szybszej pracy. Rozwój nano-
technologii mo˝e go jedynie jeszcze
pog∏´biç.

Feynman, rozwa˝ajàc i te trudnoÊci,

stwierdzi∏: „¸o˝ysk nie trzeba smaro-

waç; nie zagrzejà si´, bo ciep∏o ucieka
z takich ma∏ych urzàdzeƒ bardzo, bar-
dzo szybko.” Z naszych eksperymentów
wynika jednak, ˝e w przyrodzie istnie-
jà pewne bariery. Kwantowe przewod-
nictwo cieplne mo˝e ograniczyç efek-
tywnoÊç rozpraszania ciep∏a przez ma∏y
obiekt. Wizja Feynmana sprawdzi si´
tylko wówczas, kiedy w architekturze
nanostruktury uwzgl´dni si´ istnienie
tej granicy.

Trzy przedstawione powy˝ej przyk∏a-

dy prowadzà do jednego wniosku: do-
piero zaczynamy poznawaç cudownie
skomplikowany nanoÊwiat. Odkrycie
kwantu przewodnictwa elektrycznego
i cieplnego, wykazanie istnienia bloka-
dy kulombowskiej to prawdziwe punk-
ty zwrotne – momenty, w których nagle
zmienia si´ rozumienie zjawisk. Nie
przywykliÊmy jeszcze nazywaç swych
odkryç prawami. Mimo to nie mam wàt-
pliwoÊci, ˝e kwantyzacja przewodnic-
twa elektrycznego i cieplnego oraz efek-
ty elektrostatyczne zwiàzane z obec-
noÊcià pojedynczych elektronów na-
prawd´ nale˝à do uniwersalnych praw
rzàdzàcych zachowaniem obiektów
w nanoskali. To nowe prawa nanoÊwia-
ta. Nie przeczà, lecz wzmacniajà i roz-
jaÊniajà niektóre pierwotne przypusz-
czenia Feynmana. Wydaje si´, ˝e on
rzeczywiÊcie przeczu∏ ich obecnoÊç:
„W skali atomowej wyst´pujà si∏y o no-
wym charakterze, nowe mo˝liwoÊci i no-
we efekty. Problem wytwarzania i re-
produkowania materia∏ów b´dzie wy-
glàdaç zupe∏nie inaczej.”

Na drodze do prawdziwej nanotech-

nologii jeszcze nie raz znajdziemy si´
w punkcie zwrotnym. Oczekiwane nie-
zwyk∏e odkrycia nastàpià wraz z rozwo-
jem umiej´tnoÊci obserwowania, bada-
nia i kontrolowania nanostruktur. Lepiej
zatem zachowaç umiar i rozwag´ w pro-
gnozach dotyczàcych nanotechnologii.

Blaski i cienie nanoÊwiata

PISARZE

FUTUROLODZY

i codzienna pra-

sa cz´sto opisujà nanoÊwiat jako miejsce
nieograniczonych mo˝liwoÊci. Ale jak
ju˝ pisa∏em, nie jest to miniaturowa wer-
sja Dzikiego Zachodu. Nie wszystko jest
tam mo˝liwe; obowiàzujà pewne pra-
wa. Oto dwa przyk∏ady barier, doty-
czàcych uk∏adów nanoelektromecha-
nicznych (NEMS), którymi obecnie si´
zajmuj´.

Cz´Êç moich badaƒ dotyczy wykorzy-

stania ma∏ych mechanicznych urzàdzeƒ

ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2001

KROK PO KROKU

KWANTYZACJA PRZEWODNICTWA ELEKTRYCZNEGO

W 1987 roku Bart J. van Wees wraz ze
wspó∏pracownikami z Politechniki w Delft
w Holandii i Philips Research Laboratories
(równie˝ znajdujàcych si´ w Holandii) zbu-
dowa∏ nowà struktur´ (mikrofotografia),
która umo˝liwi∏a odkrycie podstawowego
prawa rzàdzàcego przep∏ywem pràdu elek-
trycznego w nanoobwodach. Z∏ote elektro-
dy – bramki (jasne obszary) – umieszczo-
no na pod∏o˝u z pó∏przewodnika (ciemne
t∏o)

. Oko∏o 100 nm pod powierzchnià bra-

mek wytworzono p∏askà warstw´ ∏adun-
ków, zwanà dwuwymiarowym gazem elek-
tronowym. Bramki i dwuwymiarowy gaz
dzia∏a∏y jak ok∏adki kondensatora.

Przy∏o˝enie ujemnego napi´cia do elek-

trod powoduje wypchni´cie elektronów
spod elektrod i obszaru bezpoÊrednio do
nich przylegajàcego. (Ten stan przedsta-
wia zamieszczony obok schemat.) Zwi´k-
szanie ujemnego napi´cia powoduje po-
wi´kszanie tego „obszaru zubo˝onego”.
JeÊli jest on dostatecznie du˝y, ∏adunki po
obu stronach kana∏u sà rozdzielone (po-
mi´dzy punktami A i B)

i przewodnictwo urzàdzenia wynosi zero. Wraz ze zmniejszaniem

napi´cia przewodnictwo pojawia si´, ale nie w sposób ciàg∏y: zwi´ksza si´ skokami, których
wysokoÊç jest równa podwojonemu kwadratowi ∏adunku elektronu podzielonemu przez sta-
∏à Plancka. WielkoÊç ta nosi nazw´ kwantu przewodnictwa elektrycznego i oznacza, ˝e
pràd elektryczny w nanoobwodach ma skwantowane wartoÊci.

,,,,

,,,

,,,,

,,,

OBSZAR ZUBO˚ONY

W ELEKTRONY

(POD POWIERZCHNIÑ)

GAZ ELEKTRONOWY

(POD POWIERZCHNIÑ)

GRANICA OBSZARU

ZUBO˚ONEGO

PRZEP¸YW PRÑDU

PRZEZ URZÑDZENIE

Z¸OTA BRAMKA

B. J. V

AN WEES

olitechnika w

Delft

; NINA FINKEL

(schemat)

jako czujników. Nanostruktury to obiet-
nica niezwyk∏ych mo˝liwoÊci; im mniej-
sze urzàdzenie, tym ∏atwiej zmieniç je-
go parametry. Jednym z przyk∏adów jest
detektor rezonansowy, cz´sto stosowa-
ny do pomiaru masy. Drgania w∏asne
malutkiego elementu mechanicznego,
na przyk∏ad dêwigni, sà okreÊlone przez
jego mas´; dodanie mikroskopijnej ilo-
Êci innego materia∏u („wa˝onej” prób-
ki) zmienia zatem cz´stoÊç rezonanso-
wà. Ostatnie prace wykonane w moim
laboratorium przez Kamila Ekinci, od-
bywajàcego sta˝ podoktorski, wykazu-
jà, ˝e niezwyk∏a czu∏oÊç nanourzàdzeƒ
umo˝liwia „wa˝enie” pojedynczych ato-
mów i czàsteczek.

Nie wszystko jest jednak takie proste.

Atomy i czàsteczki gazów nieustannie
adsorbujà i desorbujà na powierzchni
urzàdzenia. W makroskopowych przy-
rzàdach procesy te powodujà zaniedby-
walnie ma∏à zmian´ masy. W nanourzà-
dzeniach ró˝nice masy mogà byç jednak
znaczàce. Atomy bombardujàce rezo-
nansowy detektor b´dà chaotycznie
zmieniaç jego cz´stoÊç rezonansowà.
OczywiÊcie, stabilnoÊç urzàdzenia male-
je wraz ze zmniejszaniem rozmiaru. Nie-
stabilnoÊç mo˝e wi´c byç wadà przy-
sz∏ych nanometrowych czujników elek-
tromechanicznych. Niewykluczone jed-
nak, ˝e naukowcy rozwià˝à t´ trudnoÊç,
na przyk∏ad uÊredniajàc fluktuacje przez
zastosowanie sieci urzàdzeƒ. Ale w przy-
padku pojedynczych elementów pro-
blem wydaje si´ nie do unikni´cia.

Drugi przyk∏ad tego, ˝e nie wszyst-

ko z∏oto, co si´ „nanoÊwieci”, zwiàzany
jest z ekonomià, a wynika z niezwy-
kle ma∏ej mocy pobieranej przez dzia∏a-
jàce urzàdzenia. Fizyka nak∏ada fun-
damentalne ograniczenie na minimal-
nà pobieranà moc: wszechobecne przy-
padkowe drgania cieplne urzàdzenia
mechanicznego okreÊlajà „poziom szu-
mu”, który sprawia, ˝e odczytanie rze-
czywistych s∏abych sygna∏ów mo˝e byç
niezwykle trudne. W praktyce nano-
mechaniczne urzàdzenia najlepiej po-
budzaç sygna∏em tysiàc lub milion ra-
zy silniejszym od nat´˝enia szumu. Jest
to jednak poziom wcià˝ od miliona
do miliarda razy ni˝szy ni˝ moc u˝y-

wana do zasilania konwencjonalnych
tranzystorów.

Zaletà jest to, ˝e nawet milion nano-

mechanicznych elementów tworzàcych
w przysz∏oÊci miniaturowy przetwor-
nik lub komputer rozpraszaç b´dzie
moc rz´du jednej milionowej wata.
Mo˝na przypuszczaç, ˝e te uk∏ady po-
bierajàce niezwykle ma∏o energii zade-
cydujà o powszechnej dost´pnoÊci i sze-
rokim asortymencie tanich, maleƒkich,
„inteligentnych” czujników rejestrujà-
cych nieprzerwanie wszystkie wa˝ne
funkcje szpitali, fabryk, samolotów itp.
Szczególnie kuszàca wydaje si´ per-
spektywa skonstruowania miniaturo-
wych urzàdzeƒ, zw∏aszcza o mocy obli-
czeniowej pozwalajàcej na samodzielne
dzia∏anie, roz∏adowujàcych niezwykle
wolno baterie.

Ale jest jeszcze jeden problem: zasila-

nie ekstremalnie ma∏à mocà to w dzi-

siejszej elektronice jeszcze ciàgle egzoty-
ka. Urzàdzenia nanometrowych rozmia-
rów b´dà musia∏y mieç ca∏kowicie od-
miennà architektur´, przystosowanà do
tak niskich wartoÊci progowych mocy.
Ta perspektywa mo˝e si´ nie podobaç
przemys∏owi komputerowemu skupio-
nemu na wykorzystywanych obecnie
technikach i metodologii. Nowa fabry-
ka urzàdzeƒ pó∏przewodnikowych kosz-
tuje obecnie ponad miliard dolarów,
a w przysz∏oÊci b´dzie prawdopodobnie
u˝yteczna dopiero po ca∏kowitej wymia-
nie oprzyrzàdowania. Jestem jednak
przekonany, ˝e w koƒcu takie zmiany
nastàpià.

Wielkie wyzwania

PRAKTYCZNE WYKORZYSTANIE

potencja∏u

nanourzàdzeƒ wymagaç b´dzie oczy-
wiÊcie przezwyci´˝enia ogromnych
trudnoÊci. W ka˝dym obszarze badaƒ
pojawiajà si´ specyficzne problemy,
ale kilka ogólnych prawid∏owoÊci mo˝-
na ju˝ sformu∏owaç. Na przyk∏ad dwa
zasadnicze wyzwania, przed którymi
stanà∏em w pracy nad uk∏adami na-
nomechanicznymi, sà istotne dla ca∏ej
nanotechnologii.

Wyzwanie I: Komunikacja mi´dzy ma-

kro- i nanoÊwiatem

. Nanometrowe urzà-

dzenia elektromechaniczne sà niezwy-
kle ma∏e, ale ich ruch mo˝e byç jeszcze
mniejszy. Na przyk∏ad miniaturowy pr´t
zamocowany na obu koƒcach wykonu-
je prawie doskona∏e drgania harmo-
niczne wtedy, gdy ich amplituda jest
znacznie mniejsza ni˝ jego gruboÊç. W
przypadku pr´ta o gruboÊci 10 nm
oznacza to ruch o amplitudzie tylko kil-
ku nanometrów. Zbudowanie przyrzà-
du – przekaênika przesy∏ajàcego infor-
macj´ od takiego urzàdzenia do Êwiata
makroskopowego – wymaga umiej´t-
noÊci analizy ruchu z jeszcze wi´kszà
dok∏adnoÊcià.

Dodatkowà komplikacjà jest wzrost

podstawowej cz´stoÊci drgaƒ wraz ze
zmniejszaniem rozmiaru obiektu. Za-
tem idealny przekaênik musi wykrywaç
ekstremalnie ma∏e przesuni´cia w za-
kresie od pikometra do femtometra (od
bilionowej do trylionowej cz´Êç metra)
i w bardzo szerokim paÊmie cz´stotli-

LISTOPAD 2001

ÂWIAT NAUKI

JOE MUNROE

Ohio Historial Society

; ZA ZGODÑ ARCHIWUM CAL

TECH

RICHARD FEYNMAN

przewidzia∏ pojawienie si´

nanotechnologii w historycznym wyk∏adzie wy-
g∏oszonym w 1959 roku w Caltech. „Prawa fizy-
ki – powiedzia∏ – nie zabraniajà manipulowania
pojedynczymi atomami.” Przewidzia∏ te˝ istnie-
nie nowych praw, dziÊ wreszcie odkrywanych.

TrudnoÊci w komunikacji mi´dzy nanoÊwiatem a makroÊwiatem

to g∏ówny problem w rozwoju nanotechnologii.

woÊci (rozciàgajàcym si´ do obszaru mi-
krofal). Spe∏nienie obu tych warunków
to wielkie wyzwanie, znacznie wi´ksze
ni˝ dotychczas w pracach nad urzàdze-
niami o rozmiarach mikrometrowych.
Kolejnym utrudnieniem jest bezu˝ytecz-
noÊç technik skutecznych w skali mi-
kronów, lecz nieprzydatnych w nano-
urzàdzeniach.

TrudnoÊci w komunikacji mi´dzy na-

noÊwiatem a makroÊwiatem to g∏ów-
ny problem w rozwoju nanotechnolo-
gii. W koƒcu technologia zale˝eç b´dzie
od trwa∏ych, dobrze zaprojektowanych
i wiarygodnych Êcie˝ek przep∏ywu in-
formacji – od pojedynczych makro-
czàsteczek. We wspania∏ych wizjach fu-
turologów pojawiajà si´ nanoroboty,

które potrzebujà instrukcji z makroÊwia-
ta tylko raz, gdy sà „nakr´cane i uru-
chamiane”, ale wydaje si´, ˝e wi´kszoÊç
zastosowaƒ nanotechnologii, zrealizo-
wanych jeszcze za naszego ˝ycia, b´dzie
opieraç si´ na przekazie informacji do
makroÊwiata sprz´gni´tej z sygna∏em
kontrolnym skierowanym „na dó∏”. Pro-
blem komunikacji pozostanie g∏ównym
zagadnieniem.

Strojenie kana∏ów przekazujàcych in-

formacj´ wià˝e si´ z realnà groêbà
uszkodzenia systemu. Zgodnie z teorià
kwantowà, proces pomiaru na uk∏adzie
kwantowym prawie zawsze go zaburza.
Tak samo gdy pojedyncze atomy i czà-
steczki zastàpimy nanouk∏adami z∏o˝o-
nymi z milionów i miliardów atomów.
Mimo to sprz´˝enie nanometrowego
obiektu z sondà przekazujàcà informa-
cj´ do makroÊwiata mo˝e istotnie zmie-
niç jego stan, sprawiç, ˝e nie b´dzie ide-
alny. Wprowadzenie przekaêników ko-
niecznych do „komunikacji” nie oznacza
jedynie zwi´kszenia rozmiaru i stopnia
komplikacji nanouk∏adu. Takie czujniki
b´dà pobieraç nieco energii koniecznej
do przeprowadzania pomiarów. Pomiar
zawsze ma swojà cen´.

Wyzwanie II: Powierzchnie.

Zmniej-

szenie rozmiarów z mikro- do nanosko-
powych oznacza, ˝e w∏aÊciwoÊci fizycz-
ne urzàdzeƒ sà znacznie bardziej uza-
le˝nione od zjawisk zachodzàcych na
powierzchniach. Liczne twierdzenia fi-
zyki cia∏a sta∏ego opierajà si´ na za∏o-
˝eniu, ˝e stosunek powierzchni do ob-
j´toÊci jest zaniedbywalnie ma∏y. Ozna-
cza to, ˝e parametry fizyczne sà zawsze
zdominowane przez w∏aÊciwoÊci mate-
ria∏u obj´toÊciowego. To za∏o˝enie oka-
zuje si´ jednak ca∏kowicie nieprawdzi-
we w nanoskali.

Na przyk∏ad urzàdzenia mechanicz-

ne wytworzone z monokryszta∏ów o nie-
zwyk∏ej czystoÊci mogà mieç tylko kil-
ka (a nawet nie mieç wcale) defektów
krystalograficznych i domieszek. Poczàt-
kowo mia∏em nadziej´, ˝e dzi´ki temu
ich drgania b´dà s∏abo t∏umione. Ale
wcià˝ przekonujemy si´, ˝e zmniejsza-
nie rozmiarów urzàdzeƒ powoduje

ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2001

PRZESUWAJÑC ELEKTRON

Zawsze, gdy docieramy do nowego obszaru,

ukazujà si´ cudowne, nie przewidziane wczeÊniej zjawiska fizyczne,

ale i pojawiajà si´ równie nieoczekiwane trudnoÊci.

ELEKTRONIKA NA POJEDYNCZYCH ELEKTRONACH

Dzi´ki post´powi w wytwarzaniu nanostruktur Theodore A. Fulton i Gerald J. Dolan z Bell
Laboratories zbudowali w 1987 roku pierwszy tranzystor dzia∏ajàcy na zasadzie ruchu po-
jedynczego elektronu (mikrofotografia). W ten sposób uzyskano po raz pierwszy kontrol´ nad
ruchem pojedynczych elektronów. Sercem struktury jest wyspa kulombowska, metaliczna
elektroda odizolowana od elektrod doprowadzajàcych pràd cienkà barierà z izolatora (sche-
mat)

. Elektrody doprowadzajàce pràd sà po∏àczone z makroskopowymi urzàdzeniami la-

boratoryjnymi. Dodatkowa elektroda – bramka (widoczna na ilustracji, ale nie na mikrofo-
tografii) – jest nieco oddalona od wyspy kulombowskiej; umo˝liwia ona kontrol´
wprowadzanego do wyspy ∏adunku. Pràd elektryczny p∏ynie przez urzàdzenie od jednej
elektrody doprowadzajàcej do drugiej, jak w zwyk∏ym obwodzie, ale jest ograniczony prze-
skokami elektronów do i z wyspy.

W swoim eksperymencie Fulton i Dolan zademonstrowali fundamentalne prawa fizyki

zwiàzane z przemieszczaniem pojedynczego elektronu i mo˝liwoÊci wykorzystania takich urzà-
dzeƒ jako niezwykle czu∏ych elektrometrów: przyrzàdów, które z ∏atwoÊcià wykryjà przy-
p∏yw pojedynczych ∏adunków. Obwody przepuszczajàce elektrony jeden po drugim mogà staç
si´ podstawà zupe∏nie nowej nanoelektroniki. NadejÊcie ery elektroniki na pojedynczych
elektronach to równie˝ pojawienie si´ problemów zwiàzanych ze zmniejszaniem konwen-
cjonalnych obwodów elektronicznych do nanoskali.

A. FUL

TON I

G. J. DOL

Bell Laboratories

; BRY

AN CHRISTIE

ysunek)

ELEKTRON

ELEKTRODA

DOPROWADZAJÑCA PRÑD

BARIERA Z IZOLATORA

BRAMKA

WYSPA KULOMBOWSKA

wzrost rozpraszania energii drgaƒ, pro-
porcjonalnie do rosnàcego stosunku po-
wierzchni do obj´toÊci. Oznacza to, ˝e
powierzchnia decyduje o stratach ener-
gii. W najlepszych krzemowych pr´tach
o szerokoÊci 10 nm i d∏ugoÊci 100 nm
ponad 10% atomów znajduje si´ na po-
wierzchni lub w jej pobli˝u. Wynika stàd,
˝e te w∏aÊnie atomy odgrywajà kluczo-
wà rol´ w procesie rozpraszania energii,
ale zrozumienie, jak dok∏adnie si´ to
dzieje, wymagaç b´dzie jeszcze czasu
i sporo wysi∏ku.

Z tego punktu widzenia niedawno od-

kryte nanorurki wydajà si´ obiektami
idealnymi. To kryszta∏y w kszta∏cie pr´-
ta, doskona∏e do zbudowania intere-
sujàcych nas miniaturowych struktur.
Nanorurka nie ma ustawionych na ze-
wnàtrz grup chemicznych, co mo˝e su-
gerowaç, ˝e jej oddzia∏ywanie z „obcy-
mi” materia∏ami jest bardzo s∏abe. Otó˝
nie. W pierwotnym Êrodowisku ultra-
wysokiej pró˝ni nanorurki wykazujà ide-
alne w∏aÊciwoÊci. Jednak w bardziej na-
turalnych warunkach, gdy majà kontakt
z powietrzem lub parà wodnà, ich w∏a-
ÊciwoÊci elektronowe stajà si´ zupe∏nie
inne. Parametry mechaniczne b´dà za-
pewne równie podatne na zmiany Êrodo-
wiska. Tak wi´c powierzchnie napraw-
d´ sà bardzo wa˝ne. I nic na to nie
poradzimy.

Pomy∏ki pop∏acajà

WIELKICH POST

¢PÓW

mo˝na dokonaç, tyl-

ko wybiegajàc myÊlà naprzód. To wte-
dy wyobra˝amy sobie wspania∏e i sza-
lone cele, jak odnalezienie Êwi´tego
Graala. Nadzieja zdobycia s∏awy uskrzy-
dla. Trzeba jednak pami´taç, co powie-
dzia∏ Friedrich August Kekulé, wielki
chemik ˝yjàcy w XIX wieku: „Nauczmy
si´ Êniç, panowie, mo˝e wtedy odkryje-
my prawd´... Ale strze˝my si´ mówiç
o snach do czasu, gdy przebudzony
umys∏ nie dostarczy dowodów.”

Wszystko to jak najbardziej odnosi

si´ do nanoÊwiata. Snujemy futurystycz-
ne marzenia, ale musimy byç realistami.
Wydaje si´, ˝e zawsze, gdy docieramy
do obszaru, który o czynnik 10 bardziej
ró˝ni si´ od poprzedniego – i prawdopo-
dobnie na korzyÊç – zdarzajà si´ dwie
rzeczy. Ukazujà si´ cudowne, nie prze-
widziane wczeÊniej zjawiska fizyczne,
lecz jednoczeÊnie pojawiajà si´ równie
nieoczekiwane trudnoÊci. Tak w∏aÊnie
by∏o, gdy zmniejszaliÊmy rozmiar,
zwi´kszaliÊmy czu∏oÊç, zdolnoÊç roz-

dzielczà, pole magnetyczne i elektrycz-
ne, obni˝aliÊmy ciÊnienie i temperatur´
itd. Dlatego prognozowanie wymaga-
jàce spojrzenia w przód na zbyt wiele
rz´dów wielkoÊci jest najcz´Êciej ryzy-
kowne. Ta ÊwiadomoÊç powinna przy-
daç nam pokory i ukazaç w∏aÊciwe pro-
porcje teraz, na poczàtku podró˝y.
Przyroda ju˝ ustali∏a swe prawa. Wy-
ruszamy, by zrozumieç i wykorzystaç
jej tajemnice.

Po drodze okrywamy cz´sto coÊ po-

zornie absurdalnego, spotykajà nas roz-
czarowania, wydaje si´, ˝e to jakaÊ bzdu-
ra. Ale w nauce rzekome pomy∏ki cz´sto
okazujà si´ wa˝niejsze ni˝ sam Graal,
którego szukamy. A dochodzenie do
prawdy mo˝e daç wiele radoÊci z upra-
wiania nauki. GdybyÊmy umieli popraw-
nie ekstrapolowaç dowolne dane, na-
uka by∏aby okropnie sucha i nudna.
Rozkosznà prawdà jest to, ˝e prawdo-
podobnie nigdy nie dowiemy si´ wszyst-

kiego o z∏o˝onych uk∏adach. Skompli-
kowane systemy majà cz´sto ogromnà
liczb´ parametrów niezwykle czu∏ych
na zmiany. Ich odczyt i rejestracja z do-
statecznà regularnoÊcià i precyzjà –
a tym bardziej kontrola – na razie prze-
kraczajà nasze mo˝liwoÊci. Naukowcy
wcià˝ badajà materi´ i w znacznym
stopniu poznali ju˝ jej w∏aÊciwoÊci
do poziomu neutronów, protonów i elek-
tronów, tak istotnych dla chemików,
fizyków i in˝ynierów. Wcià˝ jednak
nie potrafià przewidzieç zachowania
dowolnie du˝ego zespo∏u tych elemen-
tów. Ale g∏´boko wierz´, ˝e to nauki eks-
perymentalne, podbudowane teorià,
stanà si´ podstawà, na której zbudu-
jemy drog´ do prawdziwej nanotech-
nologii. Miejmy oczy otwarte na nie-
spodzianki czekajàce nas podczas tej
podró˝y!

T∏umaczy∏

Jerzy ¸usakowski

LISTOPAD 2001

ÂWIAT NAUKI

D. A. HARRING

TON i

M. L. ROUKES

Caltech

NANOMECHANICZNY WZMACNIACZ

pozwala tysiàckrotnie wzmocniç s∏abà si∏´ i wejÊç do ma-

kroÊwiata. Dwa zawieszone mostki (po prawej i po lewej) z monokrystalicznego w´glika krzemu
podtrzymujà Êrodkowe prz´s∏o, do którego przy∏o˝ona jest si∏a. Elektrody (srebrny) napylone na
t´ struktur´ umo˝liwiajà bardzo dok∏adnà rejestracj´ ruchu zachodzàcego w nanoskali.

Nanotechnologia. Narodziny nowej nauki, czyli Êwiat czàsteczka po czàsteczce.

Ed Regis; Prószyn-

ski i S-ka, Warszawa 2001.

Nanoelectromechanical Systems Face the Future.

Michael Roukes; Physics World, tom 14,

nr 2; II /2001. Dost´pne po adresem

physicsweb.org/article/world/14/2/8

Adres strony internetowej autora:

www.its.caltech.edu/~nano

TreÊç oryginalnego wyk∏adu Richarda Feynmana „Tam na dole jest mnóstwo miejsca” mo˝na zna-

leêç pod adresem

www.its.caltech.edu./~feynman

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ