La nuova tecnica di imaging su scala nanometrica si basa sugli ultrasuoni

Tecniche di imaging non distruttive esistenti per la nanoelettronica come quelle ottiche e

la microscopia elettronica non è sufficientemente accurata eapplicabile alle strutture più profonde. Una tecnica tridimensionale ben nota a livello macro è l’ultrasuono. Il suo vantaggio è che funziona per ogni campione. Ciò rende gli ultrasuoni un modo eccellente per mappare la struttura tridimensionale. Eppure la tecnologia degli ultrasuoni su scala nanometrica fino ad ora non esisteva. Infatti, la risoluzione dell’imaging ecografico è in gran parte determinata dalla lunghezza d’onda del suono utilizzato ed è tipicamente intorno al millimetro. A sua volta, la nanoscala implica una gamma di dimensioni delle particelle da 1 a 100 nm. Allo stesso tempo, un nanometro è pari a un miliardesimo di metro e un millimetro è pari a un millesimo.

Oggi gli ultrasuoni sono già integratinel microscopio a forza atomica (AFM). L'AFM è una tecnica in grado di scansionare e mappare le superfici in modo molto accurato utilizzando un minuscolo ago. Il vantaggio qui è che non è la lunghezza d'onda, ma la dimensione della punta dell'AFM a determinare la risoluzione. Purtroppo le frequenze finora utilizzate (1–10 MHz) non sono sufficienti. “Vediamo qualcosa, ma non è del tutto chiaro di cosa si tratta. Pertanto, la frequenza del suono utilizzato ha dovuto essere ulteriormente aumentata fino alla gamma dei GHz. Questo è quello che abbiamo fatto”, spiega Gerard Verbiest della TU Delft.

L'aumento della frequenza è diventato possibile solo di recente.L'uso della fotoacustica ha aiutato. L'uso dell'effetto fotoacustico genera impulsi sonori estremamente brevi. Gli scienziati sono riusciti a integrare questa tecnica nell'AFM. Utilizzando la punta AFM, gli scienziati sono riusciti a focalizzare il segnale. L'installazione ha già superato i test preliminari.

Come accennato, soprattutto il nuovo metodointeressante per la nanoelettronica. In futuro, ciò contribuirà a realizzare trucioli ancora più piccoli con motivi fini. Ad esempio, in modo da poter posizionare due strati uno sopra l'altro con precisione nanometrica.

Esistono anche potenziali applicazioni peral di fuori dell'elettronica. Ad esempio, nella biologia cellulare per creare un'immagine tridimensionale dettagliata di una singola cellula vivente. Questo ti permetterà di vedere come si piegano i mitocondri nella cellula. Nella scienza dei materiali, lo sviluppo sarà utile per studiare il processo di trasferimento del calore nel grafene.

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