glöm frasen, ”skarp som en tack.”Nu, tack vare ny University of Alberta-forskning kan det populära uttrycket bli” skarpt som en enda atomspets bildad av kemiskt assisterad rumsligt kontrollerad fältindunstning.”Kanske rullar det inte lika lätt av tungan, men med tanke på att forskarna har skapat det skarpaste objektet som någonsin gjorts, skulle det vara korrekt.
forskarna, som arbetar ut ur det nationella forskningsrådets nationella institut för nanoteknik vid U of A, använde en unik process för att göra den skarpaste spetsen någonsin känd och öppnade dörren till en rad möjligheter. Tekniskt sett kunde de belägga perifera atomer nära toppen med kväve, vilket gjorde det till ett atomtjockt, tufft skyddsfärgjobb.
”den beläggningen har effekten att binda den lilla pyramiden av metallatomer eller volfram på plats”, säger Dr. Robert Wolkow, en fysikprofessor vid U av A och medförfattare på forskningspapper publicerat i Journal of Chemical Physics. ”En sådan spetsig pyramid av metallatomer skulle normalt bara smutsas bort spontant. Det är som en sandhög-du vet att du inte kan göra det godtyckligt spetsigt. Om du försöker stapla på mer sand rinner den ner och gör en mer trubbig hög. Metallatomer kommer att göra samma sak.”
dessa vassa spetsar behövs för att komma i kontakt med metaller eller halvledare samt för manipulation och undersökning av atomer, molekyler och små partiklar. Ultrafina tips krävs för framtida experiment där resultaten är direkt beroende av spetsens form.
tipsen från Wolkow och forskargruppen-som består av Moh ’ d Rezeq och Jason Pitters från NINT-är så stabila att de tål cirka 900 grader Celsius. De är så skarpa att de verkar så långt för att fungera som utmärkta emittrar av elektronstrålar. ”Linserna i ett elektronmikroskop fungerar mer perfekt om elektronstrålen kommer från en riktigt liten punkt”, säger Wolkow. ”Eftersom vi har den minsta punktkällan för elektroner tror vi att vi kommer att kunna göra de bästa elektronmikroskopen. Detta är spekulation, men baserat på ganska konventionellt tänkande.
” om det här fungerar, och det återstår att bevisa, skulle det vara som att ta en blygsam bil och få den att gå som en racerbil genom att bara byta tändstift. Vi skulle ta ett konventionellt elektronmikroskop, sätta in ett av våra tips som elektronkälla och göra mikroskopet omedelbart förbättrat och kapabelt till finare upplösning.”
elektronmikroskop möjliggör framsteg inom olika områden. Forskningsproblem som bara är utom räckhåll idag men som kan göras tillgängliga genom framsteg inom elektronmikroskopi inkluderar studier av de små porerna som bildas i våra cellväggar och som är centralt viktiga vid reglering av alla livsprocesser samt nya nanostrukturerade material som är ultralätta men ändå starka, vilket möjliggör minskad energiförbrukning i fordon.
Wolkow förväntar sig också att deras skarpa tips möjliggör elektrisk karaktärisering av extremt små föremål, vilket i sin tur gör att nya enhetskoncept kan upptäckas och testas.