Az új képalkotó technika nanométeres skálán ultrahangon alapul

A nanoelektronika területén létező roncsolásmentes képalkotási technikák, mint például az optikai és

az elektronmikroszkópia nem elég pontos ésmélyebb szerkezetekre is alkalmazható. A makroszinten jól ismert háromdimenziós technika az ultrahang. Előnye, hogy minden mintánál működik. Ezáltal az ultrahang kiváló módszer a háromdimenziós szerkezet feltérképezésére. A nanoméretű ultrahang technológia azonban mindeddig nem létezett. Az ultrahangos képalkotás felbontását ugyanis nagyrészt a használt hang hullámhossza határozza meg, és jellemzően egy milliméter körül van. A nanoméret viszont 1 és 100 nm közötti részecskeméret-tartományt jelent. Ugyanakkor a nanométer a méter egymilliárd részének, a milliméter pedig az ezredrésznek felel meg.

Ma az ultrahang már integrálva vanatomi erőmikroszkópban (AFM). Az AFM egy olyan technika, amely nagyon pontosan képes beolvasni és feltérképezni a felületeket egy apró tű segítségével. Itt az az előnye, hogy nem a hullámhossz, hanem az AFM csúcs mérete határozza meg a felbontást. Sajnos az eddig használt frekvenciák (1–10 MHz) nem elegendőek. „Látunk valamit, de nem teljesen világos, hogy mi az. Ezért a használt hang frekvenciáját tovább kellett növelni a GHz-es tartományig. Ezt tettük” – magyarázza Gerard Verbiest, a TU Delft munkatársa.

A gyakoriság növelése csak a közelmúltban vált lehetővé.A fotoakusztika használata segített. A fotoakusztikus effektus használata rendkívül rövid hangimpulzusokat generál. A tudósoknak sikerült ezt a technikát integrálniuk az AFM-be. Az AFM tipp segítségével a tudósoknak sikerült fókuszálniuk a jelet. A telepítés már átment az előzetes teszteken.

Mint említettük, az új módszer különösenérdekes a nanoelektronika számára. A jövőben ez segít még kisebb, finom mintázatú chipek elkészítésében. Például úgy, hogy két réteget egymásra helyezhessen nanométeres pontossággal.

Vannak potenciális alkalmazások iselektronikán kívül. Például a sejtbiológiában egyetlen élő sejt részletes háromdimenziós képének létrehozására. Ez lehetővé teszi, hogy lássa, hogyan hajtódnak össze a mitokondriumok a sejtben. Az anyagtudományban a fejlesztés hasznos lesz a grafén hőátadási folyamatának tanulmányozásához. 

Olvass tovább

Nézzen meg egy 8 billió pixeles képet a Marsról

A tudósok kifejlesztették a relativitáselmélet helyettesítőjét. Mi a "mindennek az elmélete" lényege?

A tudósok bizonyítékot találtak a modern emberek és a neandervölgyiek keresztezésére

Grafén - kétdimenziós allotróp módosításszén, amelyet egy atom vastagságú szénatomréteg képez. A szénatomok sp²-hibridizációban vannak, és σ- és π-kötéseken keresztül kapcsolódnak egy hatszögletű kétdimenziós kristályrácsba.