Spingendo i limiti di risoluzione della microscopia ottica a diffusione in campo vicino
Uno strumento prezioso per caratterizzare le superfici con precisione su scala atomica
I ricercatori hanno sviluppato un nuovo microscopio in grado di visualizzare la risposta ottica delle superfici con una risoluzione spaziale senza precedenti di un nanometro. Questo apre la strada alla microscopia ottica di strutture su scala atomica, come singole molecole e difetti atomici. Questa capacità è importante per l'ingegneria ottica dei nanomateriali e delle superfici su scala angstrom.
Fritz-Haber-Institut
La comprensione dell'interazione tra luce e materia alle scale più piccole (scala angstrom) è essenziale per il progresso della tecnologia e della scienza dei materiali. Le strutture su scala atomica, come i difetti nei diamanti o le molecole nei dispositivi elettronici, possono influenzare in modo significativo le proprietà ottiche e la funzionalità di un materiale. Per esplorare queste minuscole strutture, è necessario ampliare le capacità della microscopia ottica.
I ricercatori del Dipartimento di Chimica Fisica dell'Istituto Fritz-Haber hanno sviluppato un approccio alla microscopia ottica a scansione in campo vicino (s-SNOM) che raggiunge una risoluzione spaziale di 1 nanometro. Questa tecnica, denominata ultralow tip oscillation amplitude s-SNOM (ULA-SNOM), combina metodi di microscopia avanzati per visualizzare i materiali a livello atomico.
I metodi s-SNOM tradizionali, che utilizzano una punta di sonda illuminata da un laser per scansionare le superfici, raggiungono in genere risoluzioni comprese tra 10 e 100 nanometri. Tuttavia, ciò è insufficiente per l'imaging su scala atomica. Integrando la s-SNOM con la microscopia a forza atomica senza contatto (nc-AFM) e utilizzando una punta d'argento sotto illuminazione laser visibile, i ricercatori hanno creato una cavità plasmonica (un campo di luce specializzato), confinata in un volume minuscolo. Ciò consente un contrasto ottico dettagliato su scala angstrom.
Questo approccio consente agli scienziati di studiare i materiali alle scale più piccole, portando potenzialmente a progressi nella progettazione di nuovi materiali per dispositivi elettronici o medici. La capacità di immaginare con tale precisione caratteristiche come i difetti atomici e le strutture su scala nanometrica apre nuove possibilità per l'ingegneria ottica e la scienza dei materiali.
In sintesi, questo sviluppo fornisce un valido strumento per caratterizzare le superfici con precisione su scala atomica, contribuendo ai futuri progressi della microscopia ottica a singola molecola e su scala atomica.
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