在维也纳技术大学（TU Wien），由黄金制成的微小结构可以通过离子轰击进行专门操纵--令人惊讶的是，决定性的因素不是撞击的力量。维也纳工业大学的研究人员已经找到了一种方法，通过用高度带电的离子轰击微小的金粒子来控制它们的几何形状。

研究人员说，通过改变颗粒的大小和形状，有可能创造出新的纳米结构，包括量子点。高度带电的离子将电子从金中击出，改变了粒子的电子结构，并导致其原子移动。虽然纳米金结构不能再被视为取之不尽用之不竭的电子库，但较大的金结构可以吸收新的电子来取代那些失去的电子。

带高电荷的离子撞击绝缘表面上的小金块。资料来源：Ucyborg.com/studio

通常情况下，我们必须在物理学上做出选择： 要么我们处理大东西--如金属板及其材料特性，要么处理小东西--如单个原子。但也有一个介于两者之间的世界： 在这个世界里，宏观世界的影响和微观世界的影响都发挥着作用。

在维也纳大学进行的实验就位于这个复杂的夹缝世界中： 由几千个原子组成、直径为10纳米的极小的金块被高电荷离子轰击。这使得有针对性地改变这些金块的形状和大小成为可能。结果显示： 在这个过程中发生的事情不能简单地描绘成高尔夫球在沙坑中的撞击--离子和金块的互动要微妙得多。

"我们用多重离子化的氙原子工作。"来自维也纳工业大学应用物理研究所的Richard Wilhelm教授说："这些原子中最多有40个电子被移除，因此它们带有高度的电荷。这些带电的离子然后击中放置在绝缘衬底上的小金岛--然后会发生不同的事情： 金岛可能变得更平坦，它们可能融化，甚至蒸发。"

目前研究的第一作者Gabriel Szabo说："根据我们的离子带电的高度，我们可以引发不同的效果，"他目前正在Richard Wilhelm的团队里做他的论文。

高度带电的离子以较高的速度击中了微小的金块--大约每秒500公里的速度。然而，值得注意的是，改变金岛的不是撞击的力量。这个过程与高尔夫球在一堆沙子中的撞击，或网球在一个装饰得很好的生日蛋糕中的意外撞击完全不同。

"如果你以相同的动能向金岛射出不带电的氙原子，金岛实际上保持不变，"Gabriel Szabo说。"所以决定性的因素不是动能，而是离子的电荷。这种电荷也携带能量，而且它正好沉积在撞击点上。"

一旦极强的正电荷离子撞击纳米金片，它们就会从金片上抢走电子。在一块大的黄金中，这不会有什么重大影响： 黄金是一个优秀的导体，电子可以自由移动，而且更多的电子会从金块的其他区域提供。但是纳米金结构非常小，不能再被视为取之不尽的电子库。恰恰是在这里，人们进入了宏观金属和微小原子团块及其纳米级特性之间的中间地带。

"撞击离子的电荷能量被转移到黄金上，因此整个纳米黄金物体的电子结构完全失去了平衡，原子开始移动，黄金的晶体结构被破坏，"理查德-威尔海姆解释说。"根据你沉积的能量的多少，甚至可能发生整个纳米金块融化或被蒸发的情况。"

然后科学家可以在原子力显微镜中研究离子轰击的效果： 加布里埃尔-萨博报告说，根据离子的电荷，金片的高度会或多或少地减少："正如我们的模型所预测的那样，我们可以控制离子对黄金的影响--而且不是通过我们赋予射弹的速度，而是通过其电荷。"

改进控制和更深入地了解这种过程对于制造各种各样的纳米结构非常重要。"这是一种允许你有选择地编辑特别小结构的几何形状的技术。"理查德-威尔海姆说："这对于创造微电子元件和所谓的量子点一样有趣--由于其量子物理特性，这些微小的结构可以实现非常具体的定制电子或光学效果。

而且，这也是对小而不倒的世界的另一种认识--对量子物理学和固体物理学之间的多面性的中间世界的认识，只有同时牢记量子和多粒子现象，才能理解它。