(Phys.org) — Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië met leden van het Lawrence Berkeley National Laboratory en Stanford University is erin geslaagd tunnelmicroscopie en infraroodspectroscopie te combineren om een ​​beter begrip te krijgen van hoe moleculen zich gedragen wanneer ze aan een oppervlak blijven kleven . In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , het team beschrijft hoe ze een op maat gemaakte laser hebben gebruikt om infraroodspectroscopie uit te voeren met scanning tunneling microscopie zonder de punt te verwarmen.

Scanning tunneling microscopie is in staat om informatie op atomair niveau van een materiaal te verzamelen door gebruik te maken van een kleine punt die in de buurt van een materiaal wordt geplaatst en vervolgens de hoeveelheid stroom te meten die tussen de punt en het materiaal gaat. Met behulp van deze methode, onderzoekers kunnen informatie verzamelen over individuele moleculen en atomen, maar kan er geen onderscheid tussen maken. Infraroodspectroscopie verzamelt informatie over een materiaal via een laser die is gefocust op een monster - infrarood licht wordt door het materiaal weerkaatst en verschillen in frequenties onthullen welke soorten moleculen aanwezig zijn. Helaas, de techniek is niet precies genoeg om individuele atomen te onderscheiden waaruit de moleculen bestaan. In deze nieuwe poging de onderzoekers wilden de twee technologieën combineren om de voordelen van beide te benutten, terwijl ze hun individuele nadelen tenietdoen.

Om problemen met laserwarmte op de scanpunt op te lossen, de onderzoekers gebruikten een op maat gemaakte laser die in staat was een gouden oppervlak te bestralen waarop tetramantaan- of tetramantaankristallen waren afgezet. De scantip is ver genoeg van het oppervlak verwijderd om te voorkomen dat deze wordt geraakt. Toen de laser werd afgevuurd, het team ontdekte dat de stroom tussen de punt en het oppervlak toenam wanneer de frequentie werd ingesteld op die van een van de absorptiefrequenties van de kristallen. Door de toename te meten, de onderzoekers konden bepalen welk kristal in het goudsubstraat was geabsorbeerd. Dit betekende dat het team de beste eigenschappen van beide soorten scanapparaten had gecombineerd.

Het enige nadeel dat het team meldde, was dat de scanner alleen het gemiddelde signaal van een vaste groep moleculen kon gebruiken in plaats van afzonderlijke moleculen - ze zijn van plan hun werk met de gecombineerde apparaten voort te zetten in de hoop het proces te verfijnen zodat beide mogelijk zijn. analyseren en identificeren van moleculen op nanoschaal. Door dergelijke moleculen in een vrije groep te vergelijken met die aan een oppervlak, de onderzoekers hopen nieuw inzicht te krijgen in hoe moleculen zich gedragen als ze zich aan een oppervlak hechten.

© 2013 Phys.org