Nueva técnica de imagen a escala nanométrica basada en ultrasonidos

Las técnicas de obtención de imágenes no destructivas existentes para la nanoelectrónica, como las ópticas y

La microscopía electrónica no es lo suficientemente precisa yaplicable a estructuras más profundas. Una técnica tridimensional muy conocida a nivel macro es la ecografía. Su ventaja es que funciona para cada muestra. Esto hace que el ultrasonido sea una excelente manera de mapear estructuras tridimensionales. Sin embargo, la tecnología de ultrasonidos a nanoescala no existía hasta ahora. De hecho, la resolución de las imágenes por ultrasonido está determinada en gran medida por la longitud de onda del sonido utilizado y suele rondar el milímetro. A su vez, la nanoescala implica un rango de tamaños de partículas de 1 a 100 nm. Al mismo tiempo, un nanómetro equivale a una milmillonésima de metro y un milímetro a una milésima.

Hoy la ecografía ya está integradaen microscopio de fuerza atómica (AFM). AFM es una técnica que puede escanear y mapear superficies con mucha precisión utilizando una pequeña aguja. La ventaja aquí es que no es la longitud de onda, sino el tamaño de la punta del AFM lo que determina la resolución. Desafortunadamente, las frecuencias utilizadas hasta ahora (1-10 MHz) no son suficientes. “Vemos algo, pero no está del todo claro qué es. Por lo tanto, la frecuencia del sonido utilizado tuvo que aumentarse aún más hasta el rango de GHz. Esto es lo que hicimos”, explica Gerard Verbiest de la Universidad Técnica de Delft.

Aumentar la frecuencia solo ha sido posible recientemente.El uso de fotoacústica ayudó. El uso del efecto fotoacústico genera pulsos de sonido extremadamente cortos. Los científicos han logrado integrar esta técnica en AFM. Usando la punta AFM, los científicos lograron enfocar la señal. La instalación ya pasó las pruebas preliminares.

Como se mencionó, el nuevo método especialmenteinteresante para la nanoelectrónica. En el futuro, esto ayudará a hacer chips aún más pequeños con patrones finos. Por ejemplo, para poder colocar dos capas una encima de la otra con precisión nanométrica.

También existen aplicaciones potenciales parafuera de la electrónica. Por ejemplo, en biología celular, para crear una imagen tridimensional detallada de una única célula viva. Esto le permitirá ver cómo se pliegan las mitocondrias en la célula. En ciencia de materiales, el desarrollo será útil para estudiar el proceso de transferencia de calor en el grafeno.

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Grafeno: modificación alotrópica bidimensionalcarbono, formado por una capa de átomos de carbono de un átomo de espesor. Los átomos de carbono están en hibridación sp² y están conectados mediante enlaces σ y π en una red cristalina bidimensional hexagonal.