Nova técnica de imagem em escala nanométrica é baseada em ultrassom

Técnicas de imagem não destrutivas existentes para nanoeletrônica, como óptica e

a microscopia eletrônica não é suficientemente precisa eaplicável a estruturas mais profundas. Uma técnica tridimensional bem conhecida no nível macro é o ultrassom. A vantagem é que funciona para todas as amostras. Isso torna o ultrassom uma excelente forma de mapear estruturas tridimensionais. No entanto, a tecnologia de ultrassom em nanoescala não existia até agora. Na verdade, a resolução da imagem ultrassonográfica é amplamente determinada pelo comprimento de onda do som utilizado e é normalmente em torno de um milímetro. Por sua vez, a nanoescala implica uma faixa de tamanhos de partículas de 1 a 100 nm. Ao mesmo tempo, um nanômetro é igual a um bilionésimo de metro e um milímetro é igual a um milésimo.

Hoje o ultrassom já está integradoem microscópio de força atômica (AFM). AFM é uma técnica que pode escanear e mapear superfícies com muita precisão usando uma agulha minúscula. A vantagem aqui é que não é o comprimento de onda, mas o tamanho da ponta do AFM que determina a resolução. Infelizmente, as frequências utilizadas até agora (1–10 MHz) não são suficientes. “Vemos algo, mas não está totalmente claro o que é. Portanto, a frequência do som utilizado teve que ser aumentada ainda mais para a faixa de GHz. Foi isso que fizemos”, explica Gerard Verbiest da TU Delft.

Aumentar a frequência só recentemente se tornou possível.O uso da fotoacústica ajudou. O uso do efeito fotoacústico gera pulsos sonoros extremamente curtos. Os cientistas conseguiram integrar esta técnica em AFM. Usando a ponta do AFM, os cientistas conseguiram focalizar o sinal. A instalação já passou nos testes preliminares.

Como mencionado, o novo método especialmenteinteressante para nanoeletrônica. No futuro, isso ajudará a fazer chips ainda menores com padrões finos. Por exemplo, para que você possa colocar duas camadas uma sobre a outra com precisão nanométrica.

Existem também aplicações potenciais parafora da eletrônica. Por exemplo, em biologia celular, para criar uma imagem tridimensional detalhada de uma única célula viva. Isso permitirá que você veja como as mitocôndrias se dobram na célula. Na ciência dos materiais, o desenvolvimento será útil para estudar o processo de transferência de calor no grafeno.

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Grafeno - modificação alotrópica bidimensionalcarbono, formado por uma camada de átomos de carbono com um átomo de espessura. Os átomos de carbono estão em hibridização sp² e são conectados por meio de ligações σ e π em uma rede cristalina hexagonal bidimensional.