Repousser les limites de résolution de la microscopie optique en champ proche par diffusion
Un outil précieux pour caractériser les surfaces avec une précision à l'échelle atomique
Des chercheurs ont mis au point un nouveau microscope capable de visualiser la réponse optique des surfaces avec une résolution spatiale sans précédent d'un nanomètre. Cela ouvre la voie à la microscopie optique de structures à l'échelle atomique, telles que les molécules uniques et les défauts atomiques. Cette capacité est importante pour l'ingénierie optique des nanomatériaux et des surfaces à l'échelle de l'angström.
Fritz-Haber-Institut
Comprendre l'interaction entre la lumière et la matière aux plus petites échelles (échelle de l'angström) est essentiel pour faire progresser la technologie et la science des matériaux. Les structures à l'échelle atomique, telles que les défauts dans les diamants ou les molécules dans les dispositifs électroniques, peuvent influencer de manière significative les propriétés optiques et la fonctionnalité d'un matériau. Pour explorer ces structures minuscules, nous devons étendre les capacités de la microscopie optique.
Des chercheurs du département de chimie physique de l'Institut Fritz-Haber ont mis au point une approche de la microscopie optique à champ proche à balayage de type diffusion (s-SNOM) qui permet d'atteindre une résolution spatiale de 1 nanomètre. Cette technique, appelée s-SNOM à ultrafaible amplitude d'oscillation de la pointe (ULA-SNOM), combine des méthodes de microscopie avancées pour visualiser les matériaux au niveau atomique.
Les méthodes s-SNOM traditionnelles, qui utilisent une pointe de sonde illuminée par laser pour balayer les surfaces, atteignent généralement des résolutions de 10 à 100 nanomètres. Toutefois, cette résolution est insuffisante pour l'imagerie à l'échelle atomique. En intégrant la méthode s-SNOM à la microscopie à force atomique sans contact (nc-AFM) et en utilisant une pointe en argent sous illumination laser visible, les chercheurs ont créé une cavité plasmonique (un champ lumineux spécialisé), confinée dans un volume minuscule. Cela permet d'obtenir un contraste optique détaillé à l'échelle de l'angström.
Cette approche permet aux scientifiques d'étudier les matériaux à l'échelle la plus petite, ce qui pourrait conduire à des avancées dans la conception de nouveaux matériaux pour l'électronique ou les dispositifs médicaux. La possibilité d'imager avec une telle précision des caractéristiques telles que les défauts atomiques et les structures à l'échelle nanométrique ouvre de nouvelles perspectives pour l'ingénierie optique et la science des matériaux.
En résumé, ce développement fournit un outil précieux pour caractériser les surfaces avec une précision à l'échelle atomique, contribuant ainsi aux progrès futurs de la microscopie optique à l'échelle atomique et à l'échelle de la molécule unique.
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