【掃描隧道顯微鏡和紅外光譜法加入部隊】

明道

【掃描隧道顯微鏡和紅外光譜法加入部隊】

 

紅外掃描隧道顯微鏡在行動

物理學家們在加州有結合紅外光譜掃描隧道顯微鏡來創建一種新的技術措施可以發生在分子，當他們附著于表面的細微變化。

方法承諾提高我們的理解的分子在表面上的表現，可以用來説明開發更好的表面催化劑的工業過程。

團隊也認為該技術可以進一步發展，要映射在納米尺度上的表面分子的位置。

因為它在 1981 年的發明，掃描隧道顯微鏡 （STM）已成為重要的研究工具的物理學家、化學家和材料科學家。

它的工作原理掃描以原子方式尖非常接近表面的興趣和監測電氣兩者之間流動的電流。

雖然 STM 可以現貨單個原子和分子在表面上，它不能直接區分不同的化學物質 — — 具有兩個或多個非常不同的分子出現在 STM 圖像相同。

紅外光譜法，另一方面，是非常善於識別分子。

它的工作原理寬頻紅外照射到樣品上以及每種類型的分子，它是目前確定的如何它吸收的光，一組不同的頻率。

但由於這項技術依賴于光與相對較長的波長 — — 關於 1 μ m 或更長時間 — — 它不能精確定位分子在納米尺度上的位置。

擴大和崩潰

幾次嘗試已經做了將紅外光譜與掃描隧道顯微鏡結合起來。

然而，他們都有成效有限，因為紅外燈加熱的一角，造成它擴大和撞到表面。

在這最新的工作，在加利福尼亞大學的Michael Crommie的研究小組的學生伯克利 (UCB) 有對這個問題採取不同的措施。

這個團隊使用由王豐，同時也是在 UCB，設計定制的可調諧紅外鐳射照射部分遮蓋的 tetramantane [121] 或 [123] tetramantane 單分子的黃金表面。

它然後離地區時，被照亮了鐳射定位尖端的 STM 金表面關於一毫米以上。

這是距離足夠遠，避免加熱的提示。

研究人員發現，當鐳射的頻率等於吸附烴類的吸收頻率之一，隧道當前表面和尖端之間增加。

小組認為，這是因為當表面分子吸收紅外燈，能量迅速消散在黃金作為熱基板。

這麼熱的天氣，研究者認為，導致黃金略有擴大，因而給針帶來更接近表面，提高了隧道電流。

很好的決議

通過測量精確的頻率時，隧道電流增加，研究人員可以識別的光譜指紋圖譜 [121] tetramantane 或 tetramantane [123]，使他們能夠鑒別這兩種分子被吸附到金襯底。

此外，他們發現技術的光譜解析度是比以前基於 STM 的方法更好。

通過比較表面的分子與那些批量樣品中相同的分子吸收譜，團隊能推斷出有關如何綁定表面分子相互作用相互之間以及與所述基板的重要資訊。

然而還有一把逮住。因為顯微鏡尖端有鐳射光斑外放，它會檢測所有的輻照分子平均的信號。

"我們尚未能夠執行紅外光譜法對單分子，"說小組組長 Crommie，"但是這就是我們想要在將來做的東西"。

我真的很驚訝你可以檢測出的能量從走了 — — 1 毫米，是數以百萬計的原子的距離

路德維希 · 巴特爾，加利福尼亞大學河濱"我真的很驚訝你可以檢測出的能量從 1 毫米走了 — — 那就是數以百萬計的原子的距離，"說，路德維希 · 巴特爾，STM 專家在加利福尼亞大學河濱沒有參與目前的研究。

他認為研究標誌著"在我們的理解，而不是逐步增加的范式轉移"。

然而，他是持懷疑態度的研究人員的簡單的解釋，對信號造成的擴大的承印物，說他將"真正驚訝"如果被轉移到該材料由紅外線光子的熱量引起的檢出擴大 1 毫米走了。

相反，他懷疑一個更加複雜，作為-然而-無證過程可能解釋通過表面能量傳輸。

他還懷疑實現單分子振動光譜使用這種方法，建議從一個單一的分子信號幾乎可以肯定會太弱，無法檢測到沒有帶來尖端這樣的研究者們的前景關閉，它將通過對鐳射加熱。

然而，他認為能量如何通過材料的表面輻射出的正確認識關於未來的微電子可以潛在地產生重大影響。

研究結果發表在物理評論快報.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fsep%2F23%2Fscanning-tunnelling-microscopy-and-infrared-spectroscopy-join-forces