В журнале Nature Materials опубликована статья о последнем достижении немецких ученых. В Юлихском исследовательском центре создан микроскоп на квантовых точках. Прибор фиксирует электрические потенциалы отдельных атомов.
Вся материя состоит из положительных атомных ядер и отрицательных электронов. Благодаря им создаются электрические потенциальные поля, которые накладываются друг на друга и взаимно компенсируются. Современные методы исследования не позволяют проводить количественную оценку малых по площади полей, отвечающих за те или иные свойства материала и его функции, если рассматривать их на наноуровне. Практически все известные методики, обладающие способностью отображать подобные потенциалы, базируются на измерении индуцирующих электрические заряды сил. Но данный вид силы почти не отличается от других, возникающих на наноуровне.
Применяя обычные методы не удавалось количественно регистрировать электрические потенциалы, которые возникали вблизи отдельных молекул или атомов. И вот, четыре года назад группа немецких ученых из Юлиха открыла инновационный метод. Сканирующая квантовая точечная микроскопия принципиально отличается от других методик. Она базируется на присоединение одной органической молекулы, так называемой квантовой точки, к кончику атомно-силового микроскопа. В результате, зондом становится эта квантовая точка, заменяя кончик иглы микроскопа.
Руководитель проекта Кристиан Вагнер, чья научная группа занимается контролируемыми механическими манипуляциями с молекулами в Институте Питера Грюнберга, являющегося одним из ведущих подразделений Юлихского исследовательского центра, объяснил суть их работы тем, что то, что молекула квантовой точки феноменально мала, позволяет прикреплять отдельные электроны, отсоединяемые от кончика атомного силового микроскопа к молекуле контролируемого образца. Сначала этот удивительный эффект имел весьма ограниченную применимость. Благодаря лабораторным исследованиям команды Вагнера ситуация изменилась. Теперь стала возможной визуализация электрических полей отдельных атомов и молекул, точное определение их количества. Сравнением полученных данных с теоретическими расчетами, сделанными другой командой ученых, из Люксембурга, полностью подтвердило их подлинность. Новая методика дает возможность отображать более обширные площади образца, что позволяет одновременно изучать различные наноструктуры. Кроме того, процесс исследования не занимает много времени — для получения детального изображения достаточно 1 часа.
Областей использования квантовой точечной микроскопии очень и очень много. Метод особенно востребован при исследовании тех материалов, в которых для функциональности образца может иметь значение даже один единственный атом. Методика также идеально подходит для изучения электростатических процессов в катализаторах, имеющих взаимодействие с молекулами исходных веществ или для характеристики биомолекул.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
