اخیراً محققان موفق شده‌اند تا با سوار کردن دسته‌هایی از نانولوله کربنی(که بسیار تیز و دارای نسبت طول به عرض بالایی هستند) بر روی نوک یک AFM، مشکلِ پتانسیلِ غیر واقعی در SSPM حل کنند. به کمک این روش، از طریق کاهش برهم‌کنش‌های الکتروستاتیک غیر موضعی، SSPM به ابزاری قدرتمند برای نقشه‌برداری از پتانسیل سطحی در نانومقیاس تبدیل می‌شود.
تصویربرداری پتانسیلِ سطحی پردقت، به کمک نانولوله‌های کربنی بسیار تیز
اخیراً محققان موفق شده‌اند تا با سوار کردن دسته‌هایی از نانولوله کربنی(که بسیار تیز و دارای نسبت طول به عرض بالایی هستند) بر روی نوک یک AFM، مشکلِ پتانسیلِ غیر واقعی در SSPM حل کنند. به کمک این روش، از طریق کاهش برهم‌کنش‌های الکتروستاتیک غیر موضعی، SSPM به ابزاری قدرتمند برای نقشه‌برداری از پتانسیل سطحی در نانومقیاس تبدیل می‌شود.
در سال ۱۹۹۲، ایده یک میکروسکوپ پتانسیل تماسی روبشی (SSPM) برای اولین بار مطرح شد. این میکروسکوپ قادر بود تا به‌صورت همزمان از سطح نقشه‌برداری کرده، اختلاف پتانسیل تماسی را اندازه‌گیری کند. SSPM شکل اصلاح‌شده‌ای از AFM است که نیروهای الکتروستاتیک(پتانسیل) بین نوک پراب و سطح ماده را اندازه‌گیری می‌کند.
با این حال، SSPM دارای معایبی نیز است؛ مثلاً دقت جانبی گونه‌های معمولی این میکروسکوپ حداکثر ده نانومتر است و این مقدار، بسیار کمتر از سایر روش‌های AFM است، همچنین به دلیل اثر‌گذاری اجزای پروبِ AFM بر روی نیروهای الکتروستاتیکِ بلندبرد، پتانسیل اندازه‌گیری‌شده با SSPM، کاملاً منطبق با پتانسیل واقعی سطح نیست.
دکتر مینهوا زاو از NIST/NIH ،در این باره می‌گوید:«یافته‌های ما حاکی از آن است که پراب‌های بسیار تیزِ AFM می‌توانند کنتراستِ پتانسیل را برای اندازه‌گیری‌های نانومقیاس چندین برابر بهبود دهند. به کمک چنین پراب‌های تیزی می‌توان دقت جانبی SSPM را به کمتر از دو نانومتر ارتقا داد. این مقدار در شرایط محدود، رکورد جدیدی بهشمار می‌رود.»
زاو عنوان کرد که نسبت طول به عرضِ پروب‌های سیلیکونی AFM، به اندازه کافی بزرگ نیست، همچنین پروب‌های نانولوله‌ی کربنی تجاری AFM، برای چنین کاربردی کوتاهند. وی گفت:«تیزیِ بسیار زیاد در انتهای دسته‌های CNT، عامل اصلی در ایجاد دقت جانبی بالا در تصویربرداری SSPM است.» پروب‌های نانولوله کربنی مذکور با استفاده از روش دی‌الکتروفورسیسِ AC ساخته شدند.
در این روش، ابتدا نانولوله‌های کربنی تک‌جداره خالص‌سازی می‌شوند، سپس آنها را کوتاه کرده و در نزدیکی نوک پروب، از طریق اسپاترینگِ طلا/پالادیوم تا مقدار حدود ده نانومتر تیز می‌شوند.»
یکی دیگر از خصوصیات منحصربه‌فرد پروب‌های مذکور، تیزی بسیار بالای آنهاست. زاو در این باره گفت:«تحت شرایط خاصی، تنها یک نانولوله کربنی تک‌جداره با قطر کوچک‌تر از یک نانومتر از دسته‌های نانولوله‌ای مذکور بیرون می‌زند. از این رو به کمک این پروب‌ها می‌توان به تصاویرِ SSPM با دقت فضایی بالا نیز دست پیدا کرد.»
این روش در صنعت نیمه‌رسانا و فناوری زیستی دارای کاربردهای بالقوه‌ای؛ چون نقشه‌برداری غلظت‌دهنده و تحلیل شکستِ تراشه IC و تصویربرداری شیمیایی نانومقیاس از مواد است.
جزئیات این تحقیق در نشریه Nanotechnology به چاپ رسیده‌است.
