Investigadores rusos han desarrollado un nuevo método de análisis de nanoestructuras. Amplía las capacidades de los microscopios de fuerza atómica modernos y permite estudiar materiales a nivel de nanómetros individuales. Esta tecnología abre las puertas a la creación de nuevos materiales con propiedades predefinidas a nivel atómico. Estos métodos son especialmente relevantes para el desarrollo de la electrónica del futuro. Por ejemplo, pueden utilizarse para crear sensores microscópicos y robots moleculares.
Científicos del Instituto de Física de Semiconductores A. V. Rzhanov de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia han desarrollado un nuevo método espectral óptico de análisis de materiales de ultraprecisión. Esta precisión es necesaria para la creación de dispositivos y tecnologías en miniatura. Por ejemplo, es necesaria en la robótica molecular para la administración precisa de fármacos en el organismo, en los sensores-"motas de polvo" para la monitorización de objetos y la observación discreta, así como en los drones-insectos capaces de explorar espacios y superficies inaccesibles para el ser humano.
Uno de los métodos de estudio de las nanoestructuras es la espectroscopia Raman. Consiste en analizar el espectro de la radiación láser reflejada por la estructura estudiada. Esta radiación, como las huellas dactilares, contiene toda la información, desde la composición de la sustancia y las impurezas hasta diversos defectos, deformaciones y tensiones.
Los microscopios de fuerza atómica funcionan de la siguiente manera: una sonda oscilante, una aguja con una punta de sólo 50 nanómetros, se acerca al material. Cuando la aguja encuentra una fuerza de interacción con la superficie, esto afecta a la frecuencia y a la fase de la oscilación de la sonda. Analizando estos datos, se puede recrear detalladamente el relieve del material y sus propiedades.
Para determinar también las características espectrales del material (por ejemplo, la composición química en cada punto), aplicamos plata, oro o platino a la sonda de forma que se forme un clúster de metal de unos 100 nm en su punta. Debajo de él, en una pequeña zona, se forma un fuerte campo eléctrico. Por otro lado, utilizamos matrices de nanodiscos de oro como sustrato para las estructuras estudiadas.
Según él, cuando la sonda metalizada se acerca a los nanodiscos de oro, se crea un punto caliente entre ellos: un plasmón. Se trata de una zona con una alta intensidad de campo electromagnético.
Cuando la energía del plasmón "de hendidura" coincide con la energía de excitación del material, la dispersión de la luz se intensifica significativamente. Esto permite obtener datos más precisos. Los investigadores se esforzaron por crear las condiciones para este efecto. Como resultado, lograron una amplificación de la señal de 100.000 veces con una resolución espacial de 2 nanómetros.
