В России разработали новый метод анализа материалов для наноэлектроники
В Институте физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН разработали технологию сверхточного спектрального оптического неразрушающего анализа материалов. Новый метод увеличивает возможности современной атомно-силовой микроскопии, дает возможность изучать структуру вещества на уровне единиц нанометров и одновременно исследовать его химическое строение.
По словам ученых, принцип работы атомно-силовых микроскопов состоит в том, что его колеблющийся зонд (игла с острием 50 нанометров) при приближении к материалу встречается с силой взаимодействия с поверхностью. Она изменяет частоту и фазу колебания зонда. Интерпретируя эти данные, можно в подробностях воспроизвести рельеф материала и его свойства.
«Чтобы определять еще и спектральные характеристики материала — например, химический состав в каждой точке, мы наносим на зонд серебро, золото или платину таким образом, чтобы на его острие сформировался один кластер металла размером около 100 нм. Под действием лазера под ним, в малой области, формируется сильное электрическое поле. С другой стороны, в качестве подложки для исследуемых структур мы использовали массивы золотых нанодисков», — описал суть разработки заместитель директора по научной работе ИФП СО РАН Александр Милехин.
Он пояснил, что при сближении зонда и нанодисков между ними формируется так называемая горячая точка — плазмон, область концентрированного электромагнитного поля большой интенсивности. Если его энергия соответствует энергии возбуждения в материале, интенсивность рассеяния резко возрастает, что позволяет получать более детальную информацию. Задачей ученых было создание необходимых условий. В результате они получили сигнал, усиленный в 100 тыс. раз, при пространственном разрешении 2 нм.
Высокая точность анализа материалов, объяснили исследователи, требуется, к примеру, для создания наноэлектроники. В частности, молекулярных роботов для доставки лекарственных препаратов в организме человека, датчиков-«пылинок» для мониторинга объектов и скрытого наблюдения или дронов-насекомых для изучения пространств, которые недоступны для человека.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Нано же: золотые нанодиски позволят создать роботов размером с пылинку
