Elektor Team

Gasmicroscoop meet nanostructuren

10 december 2013, 14:36
Gasmicroscoop meet nanostructuren
Gasmicroscoop meet nanostructuren

Duitse onderzoekers hebben een variant van een scanning probe microscoop ontwikkeld, die een ultrakoude gaswolk als ‘naald’ gebruikt. De microscoop kan nanostructuren afbeelden. Een wolk bestaande uit rubidiumatomen met een temperatuur van minder dan één miljoenste graad boven het absolute nulpunt tast het oppervlak van een monster af. Magneten houden de gaswolk vast en verplaatsen deze, zodat het scannen mogelijk wordt. Terwijl de gaswolk over het oppervlak scheert, verliest deze atomen. De mate waarin dit gebeurt, is afhankelijk van de hoogteverschillen in het oppervlak. Zo ontstaat een topografische afbeelding van nanostructuren op het oppervlak. Een nadeel van de methode is dat het monster rubidiumatomen absorbeert, dit kan de metingen beïnvloeden. De onderzoekers van de universiteit van Tübingen kunnen met deze methode bijvoorbeeld koolstof nanobuisjes in beeld brengen.

 

Door de gaswolk nog verder af te koelen gaat deze over in een Bose-Einsteincondensaat, een bijzondere vorm van materie waarin de afzonderlijke atomen niet langer waarneembaar zijn. De gaswolk gedraagt zich dan als één enkel atoom. Het voordeel hiervan is dat er geen verlies van atomen meer plaatsvindt. Een magneetveld brengt het Bose-Einstein condensaat in trilling. Afhankelijk van de topografie van het gescande oppervlak veranderen frequentie en amplitude van de trilling. Met deze methode lukt het om één rechtopstaand nanobuisje af te beelden. Het oplossend vermogen van de microscoop kan theoretisch nog een factor duizend omhoog.

 

Traditionele scanning-probe microscopen zoals de raster-tunnel-microscoop en atomic-force-microscopen gebruiken een vaste probe. Deze zeer fijne naald tast het oppervlak van een monster af. Variaties in de interactie tussen het oppervlak en de naald zijn een maat voor de hoogteverschillen in het monster. Dergelijke microscopen kunnen afzonderlijke atomen afbeelden. Het grote voordeel van de gasvormige naald is dat deze een factor één miljard zachter is dan een vaste naald.

 

Meer info:
www.uni-tuebingen.de/landingpage/newsfullview-landingpage/article/mikroskopie-mit-einer-quantenspitze.html

Tekst:

Patrick Marx

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items