Прошло немало времени с тех пор, как с помощью туннельного микроскопа была выложена надпись IBM из отдельных атомов, но умы учёных всё ещё прикованы к столь желанному методу нанотехнологии. Оно и понятно: перемещать по одному атому и складывать из них какие-либо нанообъекты сложной формы намного проще, чем искать подходящие методы синтеза. Группа учёных из Японии разработала методику, которая позволяет осуществлять вертикальный обмен атомами между остриём зонда и поверхностью подложки.

Проведённые недавно исследования показали, что с помощью AFM и специально подобранных зондов (оказалось, что лишь небольшая часть из них пригодна для описываемой методики) можно при комнатной температуре контролируемо заменять атомы на поверхности подложки (рис.1). После тщательного анализа экспериментальных данных и компьютерного моделирования авторы работы предложили модель, описывающую этот процесс (рис.2-3). Для доказательства возможности управления процессами обмена атомов между зондом и подложкой, учёные выложили название химического элемента из атомов этого элемента на подложке Sn/Si(111) (рис.4)

Методика, разработанная авторами, может быть использована для перемещения и замены отдельных атомов на поверхности полупроводников (допирование) и «выращивания» различных сложных наноструктур при построении элементов квантовых компьютеров и спинтроники. При этом спектр применяемых атомов не ограничивается только оловом и кремнием, использовались и другие виды атомов (индий, свинец и т.д.). Учёные надеются, что исследование и развитие подобного рода методов манипулирования отдельными атомами позволит в будущем осуществить переход на атомарный уровень в целом ряде практически важных приложений.