دانشمندان با ساخت نوعی میکروسکوپ نوآورانه موفق به ثبت پاسخ نوری مواد در مقیاس اتمی شده‌اند. به گزارش برنا، پژوهشگران با ساخت نوعی میکروسکوپ نوآورانه موفق به ثبت پاسخ نوری مواد در مقیاس اتمی شده‌اند؛ پیشرفتی چشمگیر که مرز‌های تصویربرداری نوری را به دقت بی‌سابقه‌ای در سطح یک نانومتر رسانده و افق تازه‌ای را در علم مواد و نانوفناوری گشوده است.
به گزارش science daily این میکروسکوپ که قادر است نحوه‌ی واکنش سطوح مختلف به نور را با تفکیک فضایی فوق‌العاده‌ای معادل یک نانومتر رصد کند امکان مشاهده‌ی ساختار‌هایی در مقیاس اتمی از جمله مولکول‌های منفرد و نواقص بسیار ریز را فراهم می‌سازد. چنین توانمندی درک بهتری از عملکرد مواد در سطح زیراتمی به‌دست می‌دهد و راه را برای توسعه‌ی دقیق‌تر نانومواد و طراحی سطوح پیشرفته در ابعاد انگسترومی (یک‌دهم نانومتر) هموار می‌سازد.
چرا دیدن این مقیاس اهمیت دارد؟
مطالعه‌ی نحوه‌ی تعامل نور با ماده در این مقیاس فوق‌ریز برای پیشرفت فناوری و مهندسی مواد حیاتی است. ویژگی‌هایی در مقیاس اتمی مانند نقص‌های درون بلور الماس یا مولکول‌های منفرد درون دستگاه‌های الکترونیکی می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر رفتار و عملکرد مواد داشته باشند. بنابراین برای فهم و مهار دقیق این پدیده‌ها تصویربرداری نوری باید تا حد امکان به مقیاس‌های کوچک‌تر گسترش یابد.
همکاری بین‌المللی برای شکستن مرز‌های تصویربرداری نوری
این دستاورد نتیجه‌ی یک همکاری بین‌المللی است که با محوریت مؤسسه فریتز-هابر وابسته به انجمن ماکس پلانک آلمان و مشارکت مؤسسه علوم مولکولی و دانشگاه سوکندای ژاپن و مرکز نانوگونی اسپانیا انجام شده است.
پژوهشگران در این پروژه موفق شدند با توسعه‌ی روشی موسوم به میکروسکوپ نوری میدان نزدیک با نوسان بسیار پایین نوک (ULA-SNOM) وضوح فضایی در حد یک نانومتر را محقق کنند. این تکنیک با تلفیق فناوری تصویربرداری s-SNOM با میکروسکوپ نیروی اتمی غیرتماسی (nc-AFM) و بهره‌گیری از نوک نقره‌ای تحت تابش لیزر مرئی یک حفره پلاسمونی بسیار کوچک ایجاد می‌کند که میدان نوری را در حجمی بسیار محدود متمرکز کرده و امکان کنتراست نوری دقیق در مقیاس انگسترومی را فراهم می‌سازد.
درحالی‌که میکروسکوپ‌های s-SNOM مرسوم معمولاً وضوحی بین ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر دارند روش جدید توانسته این محدودیت را بشکند و امکان تصویربرداری با وضوحی بی‌سابقه در حد تک‌اتم‌ها را فراهم کند.
این پیشرفت می‌تواند تأثیرات عمیقی در طراحی مواد جدید برای کاربرد‌های الکترونیکی، زیست‌پزشکی و نانومهندسی داشته باشد. توانایی مشاهده‌ی نقص‌های اتمی و ساختار‌های نانومقیاس با این دقت فرصت‌های نوینی را در مهندسی نوری و علم مواد پدید می‌آورد.
توسعه‌ی این میکروسکوپ نوین ابزاری قدرتمند برای مطالعه‌ی دقیق سطوح در مقیاس اتمی فراهم کرده و می‌تواند مسیر را برای پیشرفت‌های آینده در تصویربرداری نوری تک‌مولکولی و مقیاس اتمی هموار سازد.