I ricercatori del Nanooptics Group del CIC nanoGUNE (San Sebastian) dimostrano che l'imaging a infrarossi su scala nanometrica, che si è affermato come tecnica sensibile alla superficie, può essere impiegato per la nanoidentificazione chimica di materiali che si trovano fino a 100 nm al di sotto di una superficie. I risultati mostrano inoltre che le firme infrarosse degli strati superficiali sottili differiscono da quelle degli strati sotto la superficie dello stesso materiale, che può essere sfruttato per distinguere i due casi. Le scoperte, recentemente pubblicato in Comunicazioni sulla natura , spingere la tecnica un passo avanti importante verso la chemiometria quantitativa su scala nanometrica in tre dimensioni.

Spettroscopia ottica con luce infrarossa, come la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR), consente l'identificazione chimica di materiali organici e inorganici. Gli oggetti più piccoli che possono essere distinti con i microscopi FTIR convenzionali hanno dimensioni sulla scala micrometrica. Scienziati del CIC nanoGUNE (San Sebastian), però, impiegato nano-FTIR per risolvere oggetti, che può essere di pochi nanometri.

In nano-FTIR (che si basa sulla microscopia ottica in campo vicino), la luce infrarossa viene diffusa su una punta metallizzata tagliente di un microscopio a scansione di sonda. La punta viene scansionata sulla superficie di un campione di interesse e gli spettri della luce diffusa vengono registrati utilizzando i principi di rivelazione della trasformata di Fourier. La registrazione della luce diffusa sulla punta produce le proprietà spettrali infrarosse del campione e quindi la composizione chimica di un'area situata direttamente sotto l'apice della punta. Poiché la punta viene scansionata sulla superficie del campione, il nano-FTIR è generalmente considerato una tecnica di caratterizzazione della superficie.

Importante però, la luce infrarossa che è nano-focalizzata dalla punta non solo sonda un'area nanometrica sotto la punta, ma di fatto sonda un volume nanometrico al di sotto della punta. Ora i ricercatori del CIC nanoGUNE hanno dimostrato che le firme spettrali dei materiali situati al di sotto della superficie del campione possono essere rilevate e identificate chimicamente fino a una profondità di 100 nm. Per di più, i ricercatori hanno dimostrato che i segnali nano-FTIR provenienti da strati superficiali sottili differiscono da quelli degli strati sotto la superficie dello stesso materiale, che può essere sfruttato per la determinazione della distribuzione dei materiali all'interno del campione. Sorprendentemente, gli strati superficiali e gli strati sotterranei possono essere distinti direttamente dai dati sperimentali senza richiedere una modellazione dispendiosa in termini di tempo. I risultati sono stati recentemente pubblicati in Comunicazioni sulla natura .