Los científicos han inventado un microscopio innovador capaz de capturar la reacción de las superficies a la luz con una extraordinaria resolución de tan solo 1 nanómetro. Este avance permite observar estructuras a escala atómica, incluidas moléculas individuales y defectos diminutos. Poder observar estas características es un importante paso adelante para desarrollar y mejorar nanomateriales y superficies en tamaños extremadamente pequeños (en la escala de angstrom).
Microscopía óptica de dispersión de campo cercano con amplitudes de oscilación de punta ultrabajas. Fuente de la imagen: Takashi Kumagai
Estudiar cómo interactúa la luz con la materia a escalas tan pequeñas es crucial para los avances en tecnología y ciencia de materiales. Las características a nivel atómico, como los defectos en los diamantes o las moléculas individuales en los dispositivos electrónicos, pueden tener un impacto significativo en el comportamiento y el rendimiento de los materiales. Para comprender y manipular verdaderamente estos efectos, la microscopía óptica debe seguir evolucionando para alcanzar estas escalas más pequeñas.
Investigadores del Instituto Fritz-Haber de la Sociedad Max Planck en Alemania y sus colaboradores internacionales del Instituto de Ciencia Molecular/Universidad de Investigación Integral (SOKENDAI) en Japón y CIC nanoGUNE en España han desarrollado un método de microscopía óptica de campo cercano de barrido de tipo dispersión (s-SNOM) con una resolución espacial de 1 nanómetro. La tecnología, llamada s-SNOM de amplitud de punta ultrabaja (ULA-SNOM), combina métodos de microscopía avanzados para visualizar materiales a nivel atómico.
Los métodos tradicionales s-SNOM utilizan una punta de sonda irradiada con láser para escanear la superficie, logrando normalmente resoluciones de 10 a 100 nanómetros. Sin embargo, esto no es suficiente para obtener imágenes a escala atómica. Combinando s-SNOM con microscopía de fuerza atómica sin contacto (nc-AFM) y utilizando una punta de sonda plateada bajo iluminación láser visible, los investigadores crearon una cavidad plasmónica (un campo de luz especial) que estaba confinada a un volumen diminuto. Esto permite un contraste óptico fino en la escala de angstrom.
Este enfoque permite a los científicos estudiar materiales a escalas más pequeñas y podría conducir potencialmente a avances en el diseño de nuevos materiales para dispositivos electrónicos o médicos. Ser capaz de obtener imágenes de características como defectos atómicos y estructuras a nanoescala con una precisión tan alta abre nuevas posibilidades en la ingeniería óptica y la ciencia de materiales.
En conjunto, este desarrollo proporciona una herramienta valiosa para caracterizar superficies con precisión a nivel atómico, contribuyendo a futuros avances en microscopía óptica de una sola molécula y a escala atómica.
Compilado de /scitechdaily