Новости химической науки > Про наномир можно будет снять «документальные фильмы»

Исследователи из США модернизировали электрическую схематику сканирующего туннельного микроскопа, в сотни раз увеличив скорость получения образов с помощью этого метода. Новая разработка сможет позволить регистрировать процессы, протекающие на уровне наномира в режиме реального времени.

C момента изобретения сканирующая туннельная микроскопия [Scanning Tunnelling Microscopy (STM)] является основным инструментом в изучении и разработки наномасштабных объектов, однако для получения качественного образа требуется не менее минуты. Такая медлительность метода не могла не расстраивать исследователей, следивших за химическими изменениями движущихся наномашин.

В методе STM используется острый щуп, который находится очень близко от изучаемой поверхности. При приближении щупа к поверхности на расстояние 1 нм возможен туннельный переход электронов с поверхности на щуп и возникновение «туннельного тока» (tunnelling current). Измерение силы этого тока позволяет удерживать щуп на постоянном расстоянии от поверхности и построить полную «топографическую карту» изучаемой поверхности. До настоящего времени измерение силы туннельного тока представляло собой непростую процедуру и ограничивало скорость движения щупа вдоль поверхности.

STM-образ графитовой поверхности, полученный с помощью новой методики. Зона сканирования 205×205 нм. Образ получен за 2 секунды. (Рисунок: © U. Kemiktarak)

Камиль Экинчи (Kamil Ekinci), руководивший проектом, выполнявшемся в Университете Бостона, отмечает, что для измерения туннельного тока исследователи применили простую схему согласования полных сопротивлений ("impedance matching"). Модернизация позволяет уменьшить время измерения туннельного тока и обеспечить большую скорость передвижения щупа.

Новая методика позволяет получать STM-образы в сотни раз быстрее, позволяя исследователям «снимать видеофильмы» процессов, протекающих на наноуровне. Экинчи добавляет, что еще одним преимуществом новой модернизации метода STM является возможность простого и безпроблемного интегрирования новой технологии с существующими приборами STM.

Источник: Nature, 2007, DOI: 10.10.38/nature06238

метки статьи: #аналитическая химия, #нанотехнологии, #физическая химия, #химия поверхности