اخترع العلماء مجهرًا مبتكرًا قادرًا على التقاط تفاعل الأسطح مع الضوء بدقة ملحوظة تبلغ 1 نانومتر فقط. هذا التقدم يجعل من الممكن مراقبة الهياكل على المستوى الذري، بما في ذلك الجزيئات الفردية والعيوب الصغيرة. تعد القدرة على مراقبة هذه الميزات خطوة مهمة للأمام لتطوير وتحسين المواد النانوية والأسطح بأحجام صغيرة للغاية (على مقياس أنجستروم).
نثر المجهر الضوئي في المجال القريب بسعات تذبذب طرفية فائقة الانخفاض. مصدر الصورة: تاكاشي كوماجاي
إن دراسة كيفية تفاعل الضوء مع المادة في مثل هذه المقاييس الصغيرة أمر بالغ الأهمية للتقدم في التكنولوجيا وعلوم المواد. يمكن أن يكون لميزات المستوى الذري، مثل العيوب الموجودة في الماس أو الجزيئات الفردية في الأجهزة الإلكترونية، تأثير كبير على سلوك المواد وأدائها. لفهم هذه التأثيرات ومعالجتها حقًا، يجب أن يستمر المجهر الضوئي في التطور للوصول إلى هذه المقاييس الأصغر.
قام الباحثون في معهد فريتز-هابر التابع لجمعية ماكس بلانك في ألمانيا والمتعاونون الدوليون معهم من معهد العلوم الجزيئية/جامعة الأبحاث الشاملة (SOKENDAI) في اليابان وCIC nanoGUNE في إسبانيا بتطوير طريقة المسح المجهري البصري للمجال القريب (s-SNOM) من النوع المبعثر بدقة مكانية تبلغ 1 نانومتر. تجمع هذه التقنية، التي يطلق عليها اسم سعة الطرف المنخفض للغاية s-SNOM (ULA-SNOM)، بين طرق الفحص المجهري المتقدمة لتصور المواد على المستوى الذري.
تستخدم طرق s-SNOM التقليدية طرف مسبار مشعع بالليزر لمسح السطح، وتحقق عادةً دقة تتراوح من 10 إلى 100 نانومتر. ومع ذلك، هذا لا يكفي للتصوير على المستوى الذري. من خلال الجمع بين s-SNOM ومجهر القوة الذرية غير المتصل (nc-AFM) واستخدام طرف مسبار فضي تحت إضاءة الليزر المرئية، أنشأ الباحثون تجويفًا بلازمونيًا (مجال ضوئي خاص) كان محصورًا في حجم صغير. وهذا يسمح بتباين بصري جيد على مقياس أنجستروم.
يسمح هذا النهج للعلماء بدراسة المواد على أصغر المقاييس ويمكن أن يؤدي إلى تقدم في تصميم مواد جديدة للإلكترونيات أو الأجهزة الطبية. إن القدرة على تصوير ميزات مثل العيوب الذرية والهياكل النانوية بمثل هذه الدقة العالية تفتح إمكانيات جديدة في الهندسة البصرية وعلوم المواد.
بشكل عام، يوفر هذا التطور أداة قيمة لتوصيف الأسطح بدقة على المستوى الذري، مما يساهم في التقدم المستقبلي في الفحص المجهري الضوئي للجزيء الواحد والمقياس الذري.
تم تجميعها من / scitechdaily