Нова техника за изобразяване в нанометров мащаб се основава на ултразвук

Съществуващи техники за неразрушително изобразяване за наноелектроника като оптични и

електронната микроскопия не са достатъчно точни иприложими за по-дълбоки структури. Добре позната триизмерна техника на макро ниво е ултразвукът. Предимството му е, че работи за всяка проба. Това прави ултразвука отличен начин за картографиране на триизмерна структура. И все пак ултразвуковата технология в наномащаб не е съществувала досега. Наистина разделителната способност на ултразвуковото изображение се определя до голяма степен от дължината на вълната на използвания звук и обикновено е около милиметър. От своя страна наномащабът предполага диапазон от размери на частиците от 1 до 100 nm. В същото време нанометърът е равен на една милиардна от метъра, а милиметърът е равен на една хилядна.

Днес ултразвукът вече е интегриранв микроскоп за атомна сила (АСМ). AFM е техника, която може много точно да сканира и картографира повърхности с помощта на малка игла. Предимството тук е, че не дължината на вълната, а размерът на върха на AFM определя разделителната способност. За съжаление използваните досега честоти (1–10 MHz) не са достатъчни. „Виждаме нещо, но не е съвсем ясно какво е то. Следователно честотата на използвания звук трябваше да бъде допълнително увеличена до GHz обхват. Това е, което направихме“, обяснява Жерар Вербиест от TU Delft.

Увеличаването на честотата стана възможно наскоро.Използването на фотоакустика помогна. Използването на фотоакустичния ефект генерира изключително кратки звукови импулси. Учените са успели да интегрират тази техника в AFM. Използвайки върха на AFM, учените успяха да фокусират сигнала. Инсталацията вече е преминала предварителни тестове.

Както споменахме, новият метод особеноинтересно за наноелектрониката. В бъдеще това ще помогне да се направят още по-малки чипове с фини шарки. Например, за да можете да поставите два слоя един върху друг с нанометрова точност.

Има и потенциални приложения заизвън електрониката. Например в клетъчната биология за създаване на подробно триизмерно изображение на една жива клетка. Това ще ви позволи да видите как митохондриите се сгъват в клетката. В материалознанието разработката ще бъде полезна за изучаване на процеса на пренос на топлина в графена. 

Прочетете още

Погледнете изображение на Марс с 8 трилиона пиксела

Учените са разработили заместител на теорията на относителността. Каква е същността на „теорията на всичко“?

Учените са открили доказателства за кръстосване на съвременни хора с неандерталци

Графен - двуизмерна алотропна модификациявъглерод, образуван от слой въглеродни атоми с дебелина един атом. Въглеродните атоми са в sp²-хибридизация и са свързани чрез σ- и π-връзки в хексагонална двумерна кристална решетка.