Nová zobrazovacia technika v nanometrovom meradle je založená na ultrazvuku

Existujúce nedeštruktívne zobrazovacie techniky pre nanoelektroniku, ako sú optické a

elektrónová mikroskopia nie sú dostatočne presné apoužiteľné pre hlbšie štruktúry. Známou trojrozmernou technikou na makroúrovni je ultrazvuk. Jeho výhodou je, že funguje na každú vzorku. Vďaka tomu je ultrazvuk vynikajúcim spôsobom na mapovanie trojrozmernej štruktúry. Ultrazvuková technológia v nanoúrovni však doteraz neexistovala. V skutočnosti je rozlíšenie ultrazvukového zobrazovania do značnej miery určené vlnovou dĺžkou použitého zvuku a zvyčajne je okolo milimetra. Nanoškála zase zahŕňa rozsah veľkostí častíc od 1 do 100 nm. Zároveň sa nanometer rovná jednej miliardtine metra a milimeter sa rovná jednej tisícine.

Dnes je ultrazvuk už integrovanýv mikroskope atómovej sily (AFM). AFM je technika, ktorá dokáže veľmi presne skenovať a mapovať povrchy pomocou malej ihly. Tu je výhodou, že o rozlíšení nerozhoduje vlnová dĺžka, ale veľkosť hrotu AFM. Žiaľ, doteraz používané frekvencie (1–10 MHz) nestačia. „Niečo vidíme, ale nie je celkom jasné, čo to je. Frekvencia použitého zvuku sa preto musela ďalej zvyšovať do pásma GHz. To je to, čo sme urobili,“ vysvetľuje Gerard Verbiest z TU Delft.

Zvýšenie frekvencie je možné len nedávno.Pomohlo použitie fotoakustiky. Použitie fotoakustického efektu generuje extrémne krátke zvukové impulzy. Vedcom sa podarilo integrovať túto techniku ​​do AFM. Pomocou hrotu AFM sa vedcom podarilo zamerať signál. Inštalácia už prešla predbežnými testami.

Ako už bolo spomenuté, nová metóda zvlášťzaujímavé pre nanoelektroniku. V budúcnosti to pomôže vyrobiť ešte menšie čipy s jemnými vzormi. Napríklad tak, že môžete na seba s nanometrovou presnosťou položiť dve vrstvy.

Existujú aj potenciálne aplikácie premimo elektroniky. Napríklad v bunkovej biológii na vytvorenie detailného trojrozmerného obrazu jednej živej bunky. To vám umožní vidieť, ako sa mitochondrie v bunke skladajú. Vo vede o materiáloch bude vývoj užitočný na štúdium procesu prenosu tepla v graféne. 

Čítaj viac

Pozerajte sa na 8 biliónov pixelov z Marsu

Vedci vyvinuli náhradu za teóriu relativity. Čo je podstatou „teórie všetkého“?

Vedci našli dôkazy o krížení moderných ľudí s neandertálcami

Grafén - dvojrozmerná alotropická modifikáciauhlík, tvorený vrstvou atómov uhlíka s hrúbkou jedného atómu. Atómy uhlíka sú v sp² hybridizácii a sú spojené prostredníctvom väzieb σ a π v hexagonálnej dvojrozmernej kryštalickej mriežke.