Télédétection des vibrations moléculaires avec une pointe de microscope à effet tunnel (STM). Pechenezhskiy et al. illuminer des molécules sur un substrat d'or par un laser infrarouge accordable. Lorsque l'éclairage résonne avec un mode vibratoire particulier, l'excitation est transférée au substrat. Cette, à son tour, fait trembler la surface, qui est détecté par les variations du courant tunnel à travers la pointe STM. Lorsque la fréquence laser est modifiée, le signal STM cartographie le spectre vibrationnel. Crédit :APS/Alan Stonebraker
(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie avec des membres également du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l'Université de Stanford a réussi à combiner la microscopie à effet tunnel et la spectroscopie infrarouge pour mieux comprendre le comportement des molécules lorsqu'elles adhèrent à une surface. . Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , l'équipe décrit comment ils ont utilisé un laser sur mesure pour permettre d'effectuer une spectroscopie infrarouge avec microscopie à effet tunnel sans chauffer sa pointe.
La microscopie à effet tunnel est capable de collecter des informations au niveau atomique d'un matériau en utilisant une petite pointe placée près d'un matériau, puis en mesurant la quantité de courant qui passe entre la pointe et le matériau. En utilisant cette méthode, les chercheurs peuvent recueillir des informations sur des molécules et des atomes individuels, mais ne peut pas les distinguer. La spectroscopie infrarouge recueille des informations sur un matériau via un laser focalisé sur un échantillon. La lumière infrarouge rebondit sur le matériau et les différences de fréquences révèlent quels types de molécules sont présents. Malheureusement, la technique n'est pas assez précise pour distinguer les atomes individuels qui composent les molécules. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont entrepris de combiner les deux technologies pour permettre d'obtenir les avantages des deux, tout en annulant leurs inconvénients individuels.
Pour surmonter les problèmes de chaleur laser impactant la pointe de numérisation, les chercheurs ont utilisé un laser sur mesure capable d'irradier une surface d'or sur laquelle du tétramantane ou des cristaux de tétramantane avaient été déposés. La pointe de numérisation a été placée suffisamment loin de la surface pour éviter d'être touchée. Lorsque le laser a été tiré, l'équipe a découvert que le courant entre la pointe et la surface augmentait lorsque sa fréquence était réglée sur celle de l'une des fréquences d'absorption des cristaux. En mesurant l'augmentation, les chercheurs ont pu déterminer quel cristal avait été absorbé dans le substrat d'or. Cela signifiait que l'équipe avait combiné les meilleurs attributs des deux types d'appareils de numérisation.
Le seul inconvénient signalé par l'équipe était que le scanner n'était capable d'utiliser que le signal moyen d'un groupe défini de molécules plutôt que de molécules individuelles. analyser et identifier des molécules à l'échelle nanométrique. En comparant de telles molécules dans un groupe libre avec celles adhérant à une surface, les chercheurs espèrent mieux comprendre comment les molécules se comportent lorsqu'elles se fixent à une surface.
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