Los científicos han desarrollado nuevos materiales para la electrónica de próxima generación tan diminutos que no solo son indistinguibles cuando están muy compactos, sino que tampoco reflejan suficiente luz para mostrar detalles finos, como colores, incluso con los microscopios ópticos más potentes.Bajo un microscopio óptico, los nanotubos de carbono, por ejemplo, se ven grisáceos. La incapacidad para distinguir los detalles finos y las diferencias entre las piezas individuales de nanomateriales dificulta que los científicos estudien sus propiedades únicas y descubran formas de perfeccionarlas para uso industrial.
en un nuevo informe en Comunicaciones de la naturaleza , investigadores de UC Riverside describen una tecnología de imágenes revolucionaria que comprime la luz de la lámpara en un punto del tamaño de un nanómetro. Mantiene esa luz en el extremo de un nanoalambre de plata como un estudiante de Hogwarts que practica el hechizo "Lumos", y lo usa para revelardetalles previamente invisibles, incluidos los colores.
El avance, que mejora la resolución de las imágenes en color a un nivel sin precedentes de 6 nanómetros, ayudará a los científicos a ver los nanomateriales con suficiente detalle para hacerlos más útiles en electrónica y otras aplicaciones.
Ming Liu y Ruoxue Yan, profesores asociados de la Facultad de Ingeniería Marlan y Rosemary Bourns de UC Riverside, desarrollaron esta herramienta única con una técnica de superenfoque desarrollada por el equipo. La técnica se ha utilizado en trabajos anteriores para observar la vibración de enlaces moleculares enResolución espacial de 1 nanómetro sin necesidad de lentes de enfoque.
En el nuevo informe, Liu y Yan modificaron la herramienta para medir señales que abarcan todo el rango de longitud de onda visible, que se puede usar para representar el color y representar las estructuras de bandas electrónicas del objeto en lugar de solo las vibraciones de las moléculas. La herramienta aprieta elluz de una lámpara de tungsteno en un nanoalambre de plata con dispersión o reflexión cercana a cero, donde la luz es transportada por la onda de oscilación de electrones libres en la superficie plateada.
La luz condensada sale de la punta del nanocable plateado, que tiene un radio de solo 5 nanómetros, en una trayectoria cónica, como el haz de luz de una linterna. Cuando la punta pasa sobre un objeto, su influencia en la forma y el color del haz esdetectado y registrado.
"Es como usar el pulgar para controlar el rocío de agua de una manguera", dijo Liu, "Sabes cómo obtener el patrón de rociado deseado cambiando la posición del pulgar, y de la misma manera, en el experimento, leemos el patrón de luzpara recuperar los detalles del objeto que bloquea la boquilla de luz del tamaño de 5 nm. "
Luego, la luz se enfoca en un espectrómetro, donde forma una pequeña forma de anillo. Al escanear la sonda sobre un área y registrar dos espectros por cada píxel, los investigadores pueden formular las imágenes de absorción y dispersión con colores. El carbón originalmente grisáceolos nanotubos reciben su primera fotografía en color, y un nanotubo de carbono individual ahora tiene la oportunidad de exhibir su color único.
"El nanoalambre de plata de punta afilada atómicamente suave y su acoplamiento óptico y enfoque casi sin dispersión es fundamental para la obtención de imágenes", dijo Yan. "De lo contrario, habría una luz difusa intensa en el fondo que arruinaría todo el esfuerzo".
Los investigadores esperan que la nueva tecnología pueda ser una herramienta importante para ayudar a la industria de los semiconductores a fabricar nanomateriales uniformes con propiedades consistentes para su uso en dispositivos electrónicos. La nueva técnica de nano imágenes a todo color también podría usarse para mejorar la comprensión de la catálisis.óptica cuántica y nanoelectrónica.
Liu, Yan y Ma se unieron a la investigación por Xuezhi Ma, un becario postdoctoral en la Universidad de Temple que trabajó en el proyecto como parte de su investigación doctoral en UCR Riverside. Los investigadores también incluyeron estudiantes de UCR Qiushi Liu, Ning Yu, DaXu, Sanggon Kim, Zebin Liu, Kaili Jiang y el profesor Bryan Wong. El artículo, titulado "Transmisión óptica de superresolución de 6 nm e imágenes espectroscópicas de dispersión de nanotubos de carbono utilizando una fuente de luz blanca a escala nanométrica", está disponible aquí.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Holly Ober. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :