Microscopía revolucionaria: ¡un nuevo procedimiento descubre estructuras ocultas!

Microscopía revolucionaria: ¡un nuevo procedimiento descubre estructuras ocultas!

Un equipo de investigación de Universidad de Munster ha desarrollado procedimientos médicos innovadores para examinar materiales. Bajo la dirección de la profesora Dra. Anika Schlenhoff y el Dr. Maciej Bazarnik se probó un método de medición mejorado en microscopía de efecto túnel (RTM). La atención se centra en el análisis estructural y magnético de películas ultrafinas, específicamente una capa de hierro magnético oculta debajo de una capa de grafeno.

La microscopía de efecto túnel de barrido convencional suele limitarse a la capa atómica superior de una muestra y utiliza estados electrónicos ubicados en la superficie de la muestra. El nuevo procedimiento, sin embargo, elimina esta restricción. Permite a los investigadores observar las condiciones que existen frente a la superficie y en la propia muestra. Esto abre nuevas posibilidades para estudiar la transferencia electrónica de carga en interfaces ocultas.

Innovación tecnológica mediante microscopía de efecto túnel

El microscopio de efecto túnel contiene una punta fina que se mueve sobre la muestra. Cuando se aplica voltaje, se crea una corriente de túnel mensurable entre la punta y la muestra eléctricamente conductora. Esta técnica innovadora, que se basa en el efecto túnel de la mecánica cuántica, permite crear imágenes de superficies con la misma densidad de estados electrónicos. Los investigadores informan que los estados que se encuentran delante de la superficie penetran en la muestra y adquieren propiedades magnéticas mediante la interacción con la capa de hierro.

La resolución espacial del nuevo método permite un análisis detallado de la capa superior y las capas límite subyacentes. Lo que es particularmente notable es que revela diferencias en la secuencia de apilamiento vertical de los átomos de carbono del grafeno en comparación con los átomos de hierro. Estas diferencias específicas no podrían haberse decodificado utilizando la microscopía de efecto túnel convencional, como muestran los estudios.

El microscopio de efecto túnel se utiliza no sólo para analizar la estructura electrónica local, sino también para realizar espectroscopia de efecto túnel, que analiza las posiciones energéticas de los estados de la superficie. Wikipedia describe que las corrientes de túnel suelen estar entre 1 pA y 10 nA y dependen de varios parámetros, como la función de trabajo de los electrones. Además, se requieren técnicas como el aislamiento térmico, acústico y mecánico para estabilizar la distancia punta-muestra.

La importancia de la investigación.

El presente estudio, publicado en la revista ACS Nano, podría tener implicaciones de gran alcance para la ciencia de materiales y la nanotecnología. Armin B. y Heinrich Rohrer, los pioneros de esta tecnología, reciben reconocimiento por su trabajo en microscopía de efecto túnel desde 1986 tras ganar el Premio Nobel de Física. Su desarrollo original del microscopio de efecto túnel allanó el camino para numerosas aplicaciones innovadoras.

La microscopía de efecto túnel se ha consolidado como una herramienta indispensable en la física y la química de superficies. Proporciona conocimientos profundos sobre los procesos atómicos y ha ayudado a ilustrar la mecánica cuántica, incluida la creación y medición de corrales cuánticos en la década de 1990. Estos últimos avances en la Universidad de Münster podrían ampliar aún más los límites de lo que hasta ahora era posible en nanotecnología y abrir nuevos enfoques de investigación que vayan más allá de los métodos analíticos actuales.