01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Технические науки
22 июля

Ученые добились рекордной точности микроскопа

ANFF

Ученые доказали, что микроскоп при изучении оптических свойств наноструктур может добиться рекордной точности в четыре нанометра. На данный момент самый мощный в мире микроскоп работает с разрешением лишь в сотни нанометров. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Photonics.

Метод ученых основан на использовании микромеханических зондов — кантилеверов — для атомно-силовой микроскопии. Зонд — игла на конце кантилевера с радиусом пять-восемь нанометров (для сравнения, ширина двойной спирали ДНК составляет порядка 2,2-2,4 нанометра) — подводится близко к образцу, и он подтягивается или отталкивается от зонда. В результате взаимодействия изменяется амплитуда колебаний кантилевера. В таких условиях микроскоп может сканировать и показывать трехмерную картину поверхности образца.

Кроме формы этой поверхности нужно измерить и ее оптические свойства. Для этого команда Родригеса использует лазерное излучение. Если материал его поглощает, то тот начинает нагреваться и термически расширяться. Поскольку такое расширение невелико, для его измерения необходим чувствительный метод атомно-силовой микроскопии, который позволяет увидеть даже изменение высоты в один атом. Зонды для исследования изготавливаются из золота из-за оптических свойств этого металла, благодаря которым на кончике зонда свет лазера дополнительно усиливается, и игла нагревается быстро и эффективно.

65cb997d78704c6bfd3a2eeecb8fd4ff4249b9cc
Иллюстрация принципа работы метода: золотой кантилевер с иглой-зондом освещается модулируемым лазерным излучением. В результате углеродные нанотрубки (черные) на стекле (SiO2 ) термически расширяются, изменяя амплитуду колебаний кантилевера. Справа снизу: результат измерений на границе разледа нанотрубки-стекло
Рауль Родригес, Евгения Шеремет

«Чтобы это технически реализовать, мы используем несколько дополнительных "трюков". Например, лазер модулируется на резонансной частоте зонда. Это значит, что свет включается и выключается с такой же частотой, с которой осциллирует (качается) зонд. Тогда наш материал начинает пульсировать на частоте лазера, зонд усиливает пульсацию объекта за счет резонансных эффектов, и она становится достаточно большой для того, чтобы ее измерить», — рассказывает руководитель работы, сотрудник Томского политехнического университета и Технологического университета Хемница Рауль Родригес.

«На сегодняшний день мы показали возможности разрешения, и теперь нам нужно исследовать эффекты оптического поглощения и теплопроводности, — дополняет коллегу другой автор исследования — Евгения Шеремет из ТПУ.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое