Понимание взаимодействия света и материи на микроуровне (на уровне ангстрема) имеет решающее значение для развития технологий и материаловедения. Структуры на атомном уровне, такие как дефекты в алмазах или молекулы в электронных устройствах, могут существенно влиять на оптические свойства и функциональность материала. Для изучения этих крошечных структур необходимо расширить возможности оптической микроскопии.
Исследователи из Института Фрица-Хабера Общества Макса Планка в Германии и их международные коллеги из Института молекулярных наук/SOKENDAI в Японии и CIC nanoGUNE в Испании разработали подход к сканирующей оптической микроскопии ближнего поля рассеивающего типа (s-SNOM), который обеспечивает пространственное разрешение в 1 нанометр. Эта методика, получившая название ультранизкоамплитудная s-SNOM (ULA-SNOM), сочетает передовые методы микроскопии для визуализации материалов на атомном уровне.
Работа [опубликована](https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1415) в журнале Science Advances.
Традиционные методы s-SNOM, в которых для сканирования поверхностей используется лазерный зонд, обычно обеспечивают разрешение от 10 до 100 нанометров. Однако этого недостаточно для визуализации на атомном уровне. Интегрируя s-SNOM с бесконтактной атомно-силовой микроскопией (nc-AFM) и используя серебряный наконечник при видимой лазерной подсветке, исследователи создали плазмонную полость (специализированное световое поле), ограниченную крошечным объёмом. Это позволяет получить детальный оптический контраст на уровне ангстрема.
Такой подход позволяет учёным изучать материалы на микроуровне, что может привести к созданию новых материалов для электроники или медицинских устройств. Возможность визуализации таких особенностей, как атомные дефекты и наноразмерные структуры, с такой точностью открывает новые возможности для оптической инженерии и материаловедения.
В целом, эта разработка представляет собой ценный инструмент для характеристики поверхностей с точностью до атомного уровня, способствуя будущим достижениям в области оптической микроскопии на уровне отдельных молекул и атомов.
Предоставлено Национальными институтами естественных наук.