Nieuwe beeldvormingstechniek op nanometerschaal is gebaseerd op echografie

Bestaande niet-destructieve beeldvormingstechnieken voor nano-elektronica, zoals optische en

elektronenmicroscopie zijn niet nauwkeurig genoeg entoepasbaar op diepere structuren. Een bekende driedimensionale techniek op macroniveau is echografie. Het voordeel is dat het voor elk monster werkt. Dit maakt echografie een uitstekende manier om driedimensionale structuren in kaart te brengen. Toch bestond er tot nu toe geen ultrasone technologie op nanoschaal. De resolutie van echografie wordt grotendeels bepaald door de golflengte van het gebruikte geluid en bedraagt ​​doorgaans ongeveer een millimeter. De nanoschaal impliceert op zijn beurt een bereik van deeltjesgroottes van 1 tot 100 nm. Tegelijkertijd is een nanometer gelijk aan een miljardste van een meter, en een millimeter is gelijk aan een duizendste.

Tegenwoordig is echografie al geïntegreerdin atomaire krachtmicroscoop (AFM). AFM is een techniek waarmee je met een klein naaldje heel nauwkeurig oppervlakken kunt scannen en in kaart brengen. Het voordeel hiervan is dat niet de golflengte, maar de grootte van de AFM-tip de resolutie bepaalt. Helaas zijn de tot nu toe gebruikte frequenties (1–10 MHz) niet voldoende. “We zien wel iets, maar wat het is, is niet helemaal duidelijk. Daarom moest de frequentie van het gebruikte geluid verder worden verhoogd tot het GHz-bereik. Dat hebben wij gedaan”, legt Gerard Verbiest van de TU Delft uit.

Het verhogen van de frequentie is pas sinds kort mogelijk geworden.Het gebruik van fotoakoestiek hielp. Door het gebruik van het fotoakoestische effect worden extreem korte geluidspulsen gegenereerd. Wetenschappers zijn erin geslaagd deze techniek in AFM te integreren. Met behulp van de AFM-tip slaagden de wetenschappers erin om het signaal te focussen. De installatie heeft de voorbereidende tests al doorstaan.

Zoals gezegd, vooral de nieuwe methodeinteressant voor nano-elektronica. Dit zal in de toekomst helpen om nog kleinere chips met fijne patronen te maken. Zodat je bijvoorbeeld twee lagen met nanometerprecisie op elkaar kunt leggen.

Er zijn ook mogelijke toepassingen voorbuiten de elektronica. Bijvoorbeeld in de celbiologie om een ​​gedetailleerd driedimensionaal beeld te creëren van een enkele levende cel. Hierdoor kun je zien hoe de mitochondriën zich in de cel vouwen. In de materiaalkunde zal de ontwikkeling nuttig zijn voor het bestuderen van het proces van warmteoverdracht in grafeen.

Lees verder

Kijk naar een afbeelding van 8 biljoen pixels van Mars

Wetenschappers hebben een vervanging voor de relativiteitstheorie ontwikkeld. Wat is de essentie van de "theorie van alles"?

Wetenschappers hebben bewijs gevonden van kruising van moderne mensen met Neanderthalers

Grafeen - tweedimensionale allotrope modificatiekoolstof, gevormd door een laag koolstofatomen van één atoom dik. Koolstofatomen zijn in sp²-hybridisatie en zijn verbonden via σ- en π-bindingen in een hexagonaal tweedimensionaal kristalrooster.