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Posizionamento tridimensionale preciso di oggetti a nanoscala

Un'università tedesca ha messo a punto un sistema interferometrico di misurazione della posizione tridimensionale, e adesso è alla ricerca di partner industriali per la produzione e la commercializzazione.
Posizionamento tridimensionale preciso di oggetti a nanoscala
L'esatto posizionamento degli oggetti a nanoscala è essenziale nei campi in cui si usano i piezoattuatori, come ad esempio la microscopia a scansione, la messa punto dei laser e l'olografia. I dispositivi piezoelettrici sono materiali che si espandono e si contraggono in presenza di una tensione specifica e rendono possibile la creazione di apparecchi di posizionamento tridimensionale. Tuttavia questi sistemi di misurazione sono difficili da tarare e mancano di precisione. Anche la robustezza è un problema. Il nuovo sistema interferometrico di misurazione di posizione tridimensionale TIPM (three-dimensional interferometric position measuring) in questione è stato implementato nella microscopia a livello atomico AFM (atomic force microscopy) ed ha già dato risultati accurati e riproducibili.

Il sistema si basa sull'interferometria, ossia sfrutta l'interazione di onde elettromagnetiche per determinare l'esatta posizione degli oggetti. Un laser serve a generare tre onde elettromagnetiche che, sebbene collegate, hanno direzioni di propagazione differenti. In questo modo si ha una distribuzione d'intensità dove le onde si intersecano, creando una griglia di riferimento ottica a tre dimensioni. All'oggetto osservato è unito un rilevatore, e quando l'oggetto si sposta in qualsiasi direzione il gradiente d'intensità, e quindi la posizione, è registrato dal rilevatore.

Il sistema TIPM consente la calibrazione online e la navigazione nei sistemi tridimensionali. Esso può essere facilmente adeguato e inserito in quelli esistenti a basso costo. Esso è stato applicato con successo nella microscopia a livello atomico, in cui le superfici sono raffigurate a risoluzione atomica e la forza misurata in scala di nanonewton. Le misurazioni sono ad alta risoluzione, precise e assolutamente affidabili. Esso può essere usato anche nel campo della selezione elettronica, in cui si fabbricano funzionalità submicroniche e a nanoscala. Tra le altre possibili applicazioni vi sono la lavorazione dei materiali e la metrologia.