Nowa technika obrazowania w skali nanometrycznej opiera się na ultradźwiękach

Istniejące nieniszczące techniki obrazowania dla nanoelektroniki, takie jak optyka i

mikroskopia elektronowa nie jest wystarczająco dokładna izastosowanie do głębszych struktur. Dobrze znaną techniką trójwymiarową na poziomie makro jest ultradźwięki. Jego zaletą jest to, że działa dla każdej próbki. To sprawia, że ​​ultradźwięki są doskonałym sposobem na mapowanie struktury trójwymiarowej. Jednak technologia ultradźwiękowa w nanoskali nie istniała aż do teraz. Rzeczywiście, rozdzielczość obrazowania ultradźwiękowego zależy w dużej mierze od długości fali użytego dźwięku i zazwyczaj wynosi około milimetra. Z kolei nanoskala implikuje zakres wielkości cząstek od 1 do 100 nm. Jednocześnie nanometr jest równy jednej miliardowej metra, a milimetr jest równy jednej tysięcznej.

Dziś ultradźwięki są już zintegrowanew mikroskopie sił atomowych (AFM). AFM to technika umożliwiająca bardzo dokładne skanowanie i mapowanie powierzchni za pomocą małej igły. Zaletą jest to, że o rozdzielczości nie decyduje długość fali, ale rozmiar końcówki AFM. Niestety dotychczas stosowane częstotliwości (1–10 MHz) nie są wystarczające. „Widzimy coś, ale nie jest do końca jasne, co to jest. Dlatego częstotliwość wykorzystywanego dźwięku musiała zostać jeszcze zwiększona do zakresu GHz. To właśnie zrobiliśmy” – wyjaśnia Gerard Verbiest z TU Delft.

Zwiększenie częstotliwości stało się możliwe dopiero niedawno.Pomogło zastosowanie fotoakustyki. Zastosowanie efektu fotoakustycznego generuje niezwykle krótkie impulsy dźwiękowe. Naukowcom udało się zintegrować tę technikę z AFM. Korzystając z końcówki AFM, naukowcom udało się skupić sygnał. Instalacja przeszła już wstępne testy.

Jak wspomniano, szczególnie nowa metodainteresujące dla nanoelektroniki. W przyszłości pomoże to tworzyć jeszcze mniejsze wióry o drobnych wzorach. Na przykład, aby można było umieścić dwie warstwy jedna na drugiej z nanometrową precyzją.

Istnieją również potencjalne zastosowania dlapoza elektroniką. Na przykład w biologii komórki, aby stworzyć szczegółowy trójwymiarowy obraz pojedynczej żywej komórki. Dzięki temu będziesz mógł zobaczyć, jak mitochondria zwijają się w komórce. W materiałoznawstwie opracowanie będzie przydatne do badania procesu wymiany ciepła w grafenie. 

Czytaj więcej

Spójrz na 8 bilionów pikseli obrazu Marsa

Naukowcy opracowali substytut teorii względności. Jaka jest istota „teorii wszystkiego”?

Naukowcy znaleźli dowody na krzyżowanie się współczesnych ludzi z neandertalczykami

Grafen - dwuwymiarowa modyfikacja alotropowawęgiel, utworzony przez warstwę atomów węgla o grubości jednego atomu. Atomy węgla są w hybrydyzacji sp² i są połączone wiązaniami σ i π w heksagonalnej dwuwymiarowej sieci krystalicznej.