Telerilevamento delle vibrazioni molecolari con una punta di microscopio a effetto tunnel (STM). Pechenezhskiy et al. illuminare molecole su un substrato d'oro da un laser a infrarossi sintonizzabile. Quando l'illuminazione è in risonanza con un particolare modo vibrazionale, l'eccitazione viene trasferita al substrato. Questo, a sua volta, fa tremare la superficie, che viene rilevato dalle variazioni della corrente di tunneling attraverso la punta STM. Al variare della frequenza del laser, il segnale STM mappa lo spettro vibrazionale. Credito:APS/Alan Stonebraker
(Phys.org) —Un team di ricercatori dell'Università della California con membri anche del Lawrence Berkeley National Laboratory e della Stanford University è riuscito a combinare la microscopia a effetto tunnel e la spettroscopia a infrarossi per ottenere una migliore comprensione di come le molecole si comportano quando si attaccano a una superficie . Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il team descrive come hanno utilizzato un laser personalizzato per consentire l'esecuzione della spettroscopia a infrarossi con la microscopia a effetto tunnel senza riscaldarne la punta.
La microscopia a scansione a effetto tunnel è in grado di raccogliere informazioni a livello atomico di un materiale facendo uso di una minuscola punta che viene posta vicino a un materiale e quindi misurando la quantità di corrente che passa tra la punta e il materiale. Usando questo metodo, i ricercatori possono raccogliere informazioni su singole molecole e atomi, ma non è in grado di distinguerli. La spettroscopia a infrarossi raccoglie informazioni su un materiale tramite un laser focalizzato su un campione:la luce infrarossa viene rimbalzata sul materiale e le differenze di frequenza rivelano quali tipi di molecole sono presenti. Sfortunatamente, la tecnica non è abbastanza precisa per individuare i singoli atomi che compongono le molecole. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno deciso di combinare le due tecnologie per consentire di ottenere i vantaggi di entrambe, pur negando i loro inconvenienti individuali.
Per superare i problemi con il calore del laser che colpisce la punta di scansione, i ricercatori hanno utilizzato un laser costruito su misura che era in grado di irradiare una superficie d'oro su cui erano stati depositati cristalli di tetramantano o tetramantano. La punta di scansione è stata posizionata abbastanza lontano dalla superficie per evitare di essere urtata. Quando il laser è stato sparato, il team ha scoperto che la corrente tra la punta e la superficie aumentava quando la sua frequenza era impostata su quella di una delle frequenze di assorbimento dei cristalli. Misurando l'aumento, i ricercatori sono stati in grado di determinare quale cristallo era stato assorbito nel substrato d'oro. Ciò significava che il team aveva combinato le migliori caratteristiche di entrambi i tipi di dispositivi di scansione.
L'unico inconveniente segnalato dal team è stato che lo scanner è stato in grado di utilizzare solo il segnale medio da un determinato gruppo di molecole piuttosto che singole molecole:hanno in programma di continuare il loro lavoro con i dispositivi combinati con la speranza di perfezionare il processo per consentire entrambi analisi e identificazione di molecole su scala nanometrica. Confrontando tali molecole in un gruppo libero con quelle che aderiscono a una superficie, i ricercatori sperano di ottenere nuove informazioni su come si comportano le molecole quando si attaccano a una superficie.
© 2013 Phys.org
