ثبت رکورد جدید در میکروسکوپ نانوآنتن‌دار

پژوهشگران دانشگاه لودوینگ ماکسیمیلیانوس با همکاری همتایان خود در موسسه فناوری کارلسرو وIBM روش طیف‌سنجی جریان نوری روبشی جدیدی ارائه کردند که می‌تواند از مواد تک بعدی نظیر نانولوله‌های کربنی تصویربرداری کند. این روش که در آن از پلاسمونیک بهره گرفته شده، قادر است اجزایی با ابعاد ۳۰ نانومتر را از هم تفکیک کند.

پژوهشگران دانشگاه لودوینگ ماکسیمیلیانوس
با همکاری همتایان خود در موسسه فناوری کارلسروهه وIBM روش طیف‌سنجی جریان
نوری روبشی جدیدی ارائه کردند که می‌تواند از مواد تک بعدی نظیر
نانولوله‌های کربنی تصویربرداری کند. این روش که در آن از پلاسمونیک بهره
گرفته شده، قادر است اجزایی با ابعاد ۳۰ نانومتر را از هم تفکیک کند. با
این کار می‌توان از نانوساختارهای یک بعدی تصاویری با جزئیات بالا گرفت،
جزئیاتی که پیش از این دست‌یابی به آن ممکن نبوده ‌است.

طیف‌سنجی جریان نوری روبشی یک ابزار قدرتمند برای تصویربرداری از ادوات
نانوالکترونیک نظیر ترانزیستورهای اثر میدان مبتنی بر نانوسیم‌های معدنی،
گرافنی و نانولوله کربنی است. در این روش از یک لیزر متمرکز شده استفاده
می‌شود که روی نمونه حرکت کرده و جریان نوری تولید شده را جمع‌آوری می‌کند.
این روش جدید، با همکاری گروه تحقیقاتی آخیم هارتشو در دانشگاه لویوال
ماریومونت انجام شده است.

 

 
 
در این پروژه نانونوک‌هایی از جنس طلا
به‌عنوان نانوآنتن استفاده شده است، نانوآنتن‌ها طول موج‌های نوری را
جمع‌آوری می‌کنند. این نانوآنتن می‌تواند برای تولید نوسانات بار سطحی محلی
در نانونوک طلا مورد استفاده قرار گیرد که با این کار منبعی برای میدان‌های
الکتریکی افزایش یافته ایجاد می‌شود.

از آنجایی که این دانسیته بارها در سطح نوک محدود شده‌اند در نتیجه ابعاد
آنها کوچکتر از نصف طول موج نور برخوردی خواهد بود.

با توجه به این که افزایش نور تنها در نوک طلا اتفاق می‌افتد در نتیجه قدرت
تفکیک تصویربرداری بیش از ۱۰ برابر افزایش خواهد یافت. این بدان معناست که
ما قادر خواهیم بود با قدرت تفکیک ۳۰ نانومتر تصویربرداری کنیم این درحالی
است که در طیف سنجی‌های SPCM رایج این قدرت تفکیک ۳۰۰ نانومتر است.

در مورد اندازه‌گیری جریان نوری، جذب نور در فضایی بسیار کوچک در اطراف نوک
افزایش می‌یابد، این موضوع موجب می‌شود تا سیگنال‌های جریان بیشتری شناسایی
شود. در مورد فرآیندهای نوری نظیر پراش رامان، هم برانگیختگی و هم نشر نوری
افزایش خواهد یافت که موجب افزایش قدرت تفکیک در حد ۲۰ نانومتر می‌شود. این
گروه تحقیقات موفق شد این قدرت تفکیک را در طیف پراش رامان از نانولوله‌های
کربنی نشان دهد.

طیف‌سنجی جریان نوری افزایش یافته با آنتن، می‌تواند به‌عنوان ابزاری جدید
برای تعیین مشخصات ادوات نانومقیاس مورد استفاده قرار گیرد. با این ابزار
می‌توان جزئیات بیشتری از نمونه‌ها و دستگاه‌ها به‌دست آورد.

نتایج این تحقیق در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.