Les scientifiques ont inventé un microscope révolutionnaire capable de capturer la réaction des surfaces à la lumière avec une résolution remarquable de seulement 1 nanomètre. Cette avancée permet d’observer des structures à l’échelle atomique, notamment des molécules individuelles et de minuscules défauts. Être capable d'observer ces caractéristiques constitue une avancée importante pour développer et améliorer des nanomatériaux et des surfaces de tailles extrêmement petites (à l'échelle de l'angström).
Microscopie optique à diffusion en champ proche avec des amplitudes d'oscillation de pointe ultrafaibles. Source de l'image : Takashi Kumagai
Étudier la manière dont la lumière interagit avec la matière à des échelles aussi minuscules est crucial pour les progrès de la technologie et de la science des matériaux. Les caractéristiques au niveau atomique, telles que les défauts des diamants ou des molécules individuelles dans les appareils électroniques, peuvent avoir un impact significatif sur le comportement et les performances des matériaux. Pour véritablement comprendre et manipuler ces effets, la microscopie optique doit continuer à évoluer pour atteindre ces échelles plus petites.
Des chercheurs de l'Institut Fritz-Haber de la Société Max Planck en Allemagne et leurs collaborateurs internationaux de l'Institut des sciences moléculaires/Université de recherche globale (SOKENDAI) au Japon et du CIC nanoGUNE en Espagne ont développé une méthode de microscopie optique en champ proche à balayage de type diffusion (s-SNOM) avec une résolution spatiale de 1 nanomètre. La technologie, appelée s-SNOM (ULA-SNOM) à très faible amplitude de pointe, combine des méthodes de microscopie avancées pour visualiser les matériaux au niveau atomique.
Les méthodes traditionnelles s-SNOM utilisent une pointe de sonde irradiée par laser pour scanner la surface, atteignant généralement des résolutions de 10 à 100 nanomètres. Cependant, cela ne suffit pas pour l’imagerie à l’échelle atomique. En combinant s-SNOM avec la microscopie à force atomique sans contact (nc-AFM) et en utilisant une pointe de sonde en argent sous éclairage laser visible, les chercheurs ont créé une cavité plasmonique (un champ lumineux spécial) confinée à un minuscule volume. Cela permet un contraste optique fin sur l’échelle de l’angström.
Cette approche permet aux scientifiques d’étudier les matériaux aux plus petites échelles et pourrait potentiellement conduire à des avancées dans la conception de nouveaux matériaux pour l’électronique ou les dispositifs médicaux. Être capable d'imager des caractéristiques telles que des défauts atomiques et des structures à l'échelle nanométrique avec une telle précision ouvre de nouvelles possibilités en ingénierie optique et en science des matériaux.
Dans l’ensemble, ce développement fournit un outil précieux pour caractériser les surfaces avec une précision au niveau atomique, contribuant ainsi aux progrès futurs de la microscopie optique à molécule unique et à l’échelle atomique.
Compilé à partir de / scitechdaily