Os cientistas inventaram um microscópio inovador capaz de capturar a reação das superfícies à luz com uma resolução notável de apenas 1 nanômetro. Esse avanço permite observar estruturas em escala atômica, incluindo moléculas individuais e pequenos defeitos. Ser capaz de observar essas características é um passo importante no desenvolvimento e melhoria de nanomateriais e superfícies em tamanhos extremamente pequenos (na escala angstrom).
Microscopia óptica de dispersão de campo próximo com amplitudes de oscilação de ponta ultrabaixas. Fonte da imagem: Takashi Kumagai
Estudar como a luz interage com a matéria em escalas tão minúsculas é crucial para os avanços na tecnologia e na ciência dos materiais. Características de nível atômico, como defeitos em diamantes ou moléculas individuais em dispositivos eletrônicos, podem ter um impacto significativo no comportamento e no desempenho dos materiais. Para realmente compreender e manipular estes efeitos, a microscopia óptica deve continuar a evoluir para alcançar estas escalas menores.
Pesquisadores do Instituto Fritz-Haber da Sociedade Max Planck na Alemanha e seus colaboradores internacionais do Instituto de Ciência Molecular / Universidade de Pesquisa Abrangente (SOKENDAI) no Japão e CIC nanoGUNE na Espanha desenvolveram um método de microscopia óptica de campo próximo de varredura do tipo espalhamento (s-SNOM) com resolução espacial de 1 nanômetro. A tecnologia, chamada s-SNOM de amplitude de ponta ultrabaixa (ULA-SNOM), combina métodos avançados de microscopia para visualizar materiais em nível atômico.
Os métodos s-SNOM tradicionais usam uma ponta de sonda irradiada por laser para escanear a superfície, normalmente alcançando resoluções de 10 a 100 nanômetros. No entanto, isso não é suficiente para imagens em escala atômica. Combinando o s-SNOM com a microscopia de força atômica sem contato (nc-AFM) e usando uma ponta de sonda prateada sob iluminação laser visível, os pesquisadores criaram uma cavidade plasmônica (um campo de luz especial) que estava confinada a um pequeno volume. Isso permite um contraste óptico fino na escala angstrom.
Esta abordagem permite aos cientistas estudar materiais nas menores escalas e pode potencialmente levar a avanços no design de novos materiais para dispositivos eletrônicos ou médicos. Ser capaz de criar imagens de características como defeitos atômicos e estruturas em nanoescala com tão alta precisão abre novas possibilidades na engenharia óptica e na ciência dos materiais.
Ao todo, este desenvolvimento fornece uma ferramenta valiosa para caracterizar superfícies com precisão em nível atômico, contribuindo para avanços futuros em microscopia óptica de molécula única e em escala atômica.
Compilado de /scitechdaily