Alastair McLean en Benedict Drevniok van het departement Natuurkunde, Engineering Physics and Astronomy en hun medewerkers hebben een manier gevonden om het oppervlak van siliciummoleculen op moleculair niveau te "voelen".

Dit nieuwe "aanraakgevoel" zou een oplossing kunnen betekenen voor het al lang bestaande probleem van het produceren van heldere afbeeldingen van siliciumoppervlakken met een scanning tunneling microscope (STM).

Het nauwkeurig onderzoeken van siliciumoppervlakken is in de loop der jaren steeds belangrijker geworden, aangezien bijna alle micro-elektronische apparaten, zoals mobiele telefoons en laptops, zijn gemaakt van siliciumhoudende microchips.

"Onze methode geeft informatie over hoe organische moleculen zich hechten aan siliciumoppervlakken, " zegt Dr. McLean. "Het verstrekken van deze informatie zal onderzoekers helpen bij het ontwerpen van apparaten die de rijke eigenschappen van organische materialen benutten."

Hoewel micro-elektronica op silicium is gebaseerd, organische materialen hebben een breed scala aan fysieke eigenschappen die kunnen worden gebruikt in micro-elektronische apparaten.

Beelden van de STM worden geproduceerd door kleine stroompjes te laten lopen tussen een metalen sondepunt en een oppervlak of molecuul. Voorheen was het moeilijk om duidelijke beelden van moleculen op siliciumoppervlakken te krijgen, omdat ze elektrische stromen niet goed kunnen geleiden.

McClean en Drevniok hebben de punt die voor STM wordt gebruikt op een scherpe stemvork gemonteerd om een ​​zogenaamde qPlus-sensor te creëren die de kans geeft om de aanwezigheid van moleculen op het oppervlak te "voelen" en om moleculen te onderscheiden van het gelijkaardige ontbrekende silicium atomen.

"De qPlus-sensor geeft ons een tastgevoel dat we voorheen niet hadden, " zegt Alastair McLean, hoogleraar bij de vakgroep Natuurkunde, Technische Natuurkunde en Sterrenkunde. "Deze benadering is analoog aan het voelen van de aanwezigheid van een meubel in een donkere kamer.

Het gebruik van de sensor heeft de voorkeur als het gaat om het bekijken van moleculen op siliciumoppervlakken, omdat het minder invasief is omdat er een kleinere kans is om de oppervlaktemoleculen te verstoren of te verplaatsen. De nieuwe methode vereenvoudigt het onderzoek dat nodig is om de siliciumbevattende microchips te ontwikkelen die nodig zijn voor verschillende micro-elektronische apparaten.