Microscopia revolucionária: Novo procedimento descobre estruturas ocultas!

Microscopia revolucionária: Novo procedimento descobre estruturas ocultas!

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Munster desenvolveu procedimentos médicos inovadores para examinar materiais. Sob a direção da Professora Dra. Anika Schlenhoff e do Dr. Maciej Bazarnik testaram um método de medição aprimorado em microscopia de varredura por tunelamento (RTM). O foco está na análise estrutural e magnética de filmes ultrafinos, especificamente uma camada de ferro magnético escondida sob uma camada de grafeno.

A microscopia convencional de varredura por tunelamento é geralmente limitada à camada atômica superior de uma amostra e usa estados eletrônicos localizados na superfície da amostra. O novo procedimento, porém, elimina essa restrição. Ele permite que os pesquisadores observem as condições que existem na frente da superfície e dentro da própria amostra. Isto abre novas possibilidades para estudar a transferência eletrônica de carga em interfaces ocultas.

Inovação tecnológica através da microscopia de varredura por tunelamento

O microscópio de tunelamento de varredura contém uma ponta fina que se move sobre a amostra. Quando a tensão é aplicada, uma corrente de tunelamento mensurável é criada entre a ponta e a amostra eletricamente condutora. Esta técnica inovadora, baseada no efeito de tunelamento da mecânica quântica, permite criar imagens de superfícies com a mesma densidade de estados eletrônicos. Os pesquisadores relatam que os estados situados à frente da superfície penetram na amostra e adquirem propriedades magnéticas através da interação com a camada de ferro.

A resolução espacial do novo método permite uma análise detalhada da camada superior e das camadas limites subjacentes. O que é particularmente notável é que revela diferenças na sequência de empilhamento vertical dos átomos de carbono do grafeno em comparação com os átomos de ferro. Essas diferenças específicas não poderiam ter sido decodificadas usando microscopia convencional de varredura por tunelamento, como mostram os estudos.

O microscópio de tunelamento de varredura é utilizado não apenas para analisar a estrutura eletrônica local, mas também para realizar espectroscopia de tunelamento de varredura, que analisa as posições energéticas dos estados superficiais. Wikipédia descreve que as correntes de tunelamento estão normalmente entre 1 pA e 10 nA e dependem de vários parâmetros, como a função de trabalho dos elétrons. Além disso, técnicas como isolamento térmico, acústico e mecânico são necessárias para estabilizar a distância ponta-amostra.

A importância da pesquisa

O presente estudo, publicado na revista ACS Nano, pode ter implicações de longo alcance para a ciência dos materiais e a nanotecnologia. Armin B. e Heinrich Rohrer, os pioneiros desta tecnologia, receberam reconhecimento por seu trabalho em microscopia de varredura por tunelamento desde 1986, após ganharem o Prêmio Nobel de Física. O desenvolvimento original do microscópio de tunelamento de varredura abriu caminho para inúmeras aplicações inovadoras.

A microscopia de varredura por tunelamento se estabeleceu como uma ferramenta indispensável na física e química de superfícies. Ela fornece insights profundos sobre processos atômicos e ajudou a ilustrar a mecânica quântica, incluindo a criação e medição de currais quânticos na década de 1990. Estes últimos desenvolvimentos na Universidade de Münster poderão ampliar ainda mais os limites do que anteriormente era possível na nanotecnologia e abrir novas abordagens de investigação que vão além dos métodos analíticos atuais.