Ultrapassar os limites de resolução da microscopia ótica de campo próximo por dispersão
Uma ferramenta valiosa para caraterizar superfícies com precisão à escala atómica
Os investigadores desenvolveram um novo microscópio capaz de visualizar a resposta ótica das superfícies com uma resolução espacial sem precedentes de um nanómetro. Isto abre caminho à microscopia ótica de estruturas à escala atómica, tais como moléculas individuais e defeitos atómicos. Esta capacidade é importante para a engenharia ótica de nanomateriais e superfícies à escala angstrom.
Fritz-Haber-Institut
A compreensão da interação entre a luz e a matéria à escala mais pequena (escala angstrom) é essencial para o avanço da tecnologia e da ciência dos materiais. As estruturas à escala atómica, como os defeitos nos diamantes ou as moléculas nos dispositivos electrónicos, podem influenciar significativamente as propriedades ópticas e a funcionalidade de um material. Para explorar estas estruturas minúsculas, é necessário alargar as capacidades da microscopia ótica.
Os investigadores do Departamento de Físico-Química do Instituto Fritz-Haber desenvolveram uma abordagem à microscopia ótica de varrimento de campo próximo por dispersão (s-SNOM) que atinge uma resolução espacial de 1 nanómetro. Esta técnica, designada por s-SNOM de amplitude de oscilação de ponta ultra baixa (ULA-SNOM), combina métodos avançados de microscopia para visualizar materiais ao nível atómico.
Os métodos tradicionais de s-SNOM, que utilizam uma ponta de sonda iluminada por laser para varrer superfícies, atingem normalmente resoluções de 10 a 100 nanómetros. No entanto, isto é insuficiente para a obtenção de imagens à escala atómica. Ao integrar a s-SNOM com a microscopia de força atómica sem contacto (nc-AFM) e utilizando uma ponta de prata sob iluminação laser visível, os investigadores criaram uma cavidade plasmónica (um campo de luz especializado), confinada a um volume minúsculo. Isto permite um contraste ótico detalhado à escala angstrom.
Esta abordagem permite aos cientistas estudar materiais à escala mais pequena, o que pode levar a avanços na conceção de novos materiais para eletrónica ou dispositivos médicos. A capacidade de obter imagens de caraterísticas como defeitos atómicos e estruturas à escala nanométrica com tal precisão abre novas possibilidades para a engenharia ótica e a ciência dos materiais.
Em resumo, este desenvolvimento proporciona uma ferramenta valiosa para caraterizar superfícies com precisão à escala atómica, contribuindo para futuros avanços na microscopia ótica de molécula única e à escala atómica.
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