Nowe wielofunkcyjne narzędzie w dziedzinie nanotechnologii
Rewolucja nanotechnologiczna zachodzi w tak różnych dziedzinach, jak elektronika organiczna, biomedycyna czy fotowoltaika. Rosnąca liczba i różnorodność produktów oznacza konieczność stworzenia elastycznej i uniwersalnej technologii opisywania nanoobiektów za pomocą jednego narzędzia. W ramach projektu UNIVSEM (Universal SEM as a multi-nano-analytical tool), finansowanego ze środków UE, powstała grupa partnerów akademickich i przemysłowych, dysponujących różnorodnymi, uzupełniającymi się kompetencjami, dzięki którym udało się stworzyć kilka komercyjnych produktów. Dotychczas połączenie elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) i skupionej wiązki jonów (FIB) z dodatkami analitycznymi było skomplikowane. Partnerzy projektu stworzyli szereg nowych rozwiązań: zbudowali spektrometr mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF-SIMS), wykorzystujący FIB, szybki, kompatybilny z próżnią mikroskop sond skanujących (SPM) o szerokim zakresie skanowania oraz konfokalny mikroskop ramanowski. Ponadto opracowano i zbudowano nowe detektory elektronów i kolorowy detektor katodoluminescencji oraz ksenonowo-plazmowy FIB oraz zwiększono efektywność SEM. Pierwszym z rezultatów projektu była korelacyjna technika mikroskopowa, łącząca SEM i konfokalne obrazowanie ramanowskie w jednym zintegrowanym systemie. Połączenie to zapewnia użytkownikom wyraźne korzyści w zakresie dokładnej charakterystyki próbek. SEM to doskonała technika do wizualizowania nanoskalowych struktur powierzchni próbek. Konfokalne obrazowanie ramanowskie to sprawdzona metoda spektroskopowa, stosowana do wykrywania komponentów chemicznych i molekularnych próbek. Nowy mikroskop pozwolił pierwszy raz w historii uzyskać obrazy SEM i ramanowskie tego samego obszaru próbki oraz umożliwił skorelowanie informacji ultra-strukturalnych i chemicznych. Innym osiągnięciem jest połączenie SEM i SPM z TOF-SIMS, dzięki czemu uzyskano bezprecedensowe funkcje analityczne. TOF-SIMS zapewnia lepsze limity detekcji, większą rozdzielczość przestrzenną, profilowanie głębi i możliwość wykrywania związków izotopowych. Komercjalizacja wynalazku ma nastąpić już wkrótce, a o to, by trafił on do jak najliczniejszej grupy odbiorców, zadba jedno z małych przedsiębiorstw biorących udział w projekcie. Nowe uniwersalne narzędzie ma szansę stać się impulsem dla rozwoju nanotechnologii i metod kontroli jakości w wielu różnych dziedzinach, takich jak analiza sądowa, geologia, biologia czy optoelektronika.
Słowa kluczowe
Narzędzie wielofunkcyjne, analiza nanoskalowa, elektronowa mikroskopia skaningowa, konfokalne obrazowanie ramanowskie
