Optymalizacja mikroskopii sond skanujących
W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Functional semiconductor nanowire probes" (FUNPROB) naukowcy pracują nad nanoprzewodami półprzewodnikowymi, które poprawią działanie, czułość i rozdzielczość czujników SPM. Przeprowadzili oni wszechstronną analizą właściwości różnych półprzewodników z grup III-V w tym galu (Ga), arsenu (As) i manganu (Mn). Przebadano ich nanoszenie na różnego typu złożone substraty, aby określić i precyzyjnie dostosować właściwości nanoprzewodu do stosowania jako sond w SPM. Udało się opracować macierze nanoprzewodów z (Ga,Mn)As na substracie GaAs(100) korzystając z epitaksji wiązki molekularnej — jest to pierwsze tego typu osiągnięcie. Poza tym dogłębnie scharakteryzowano właściwości nanoszenia innych materiałów, w tym układów azotowych Ga. Właściwości materiału i zachowanie w nanostrukturze oraz wyliczenia na bazie dyskretnej teorii funkcjonalności pozwoliły opracować dokładne modele do przewidywania kinetyki nanoszenia materiału i syntezy nanoprzewodów. Członkowie projektu FUNPROB opracowali platformę do charakteryzowania materiałów w skali nano z użyciem różnych najnowocześniejszych technik, mikroskopowych i innych. Ta platforma wspomogła zaawansowane tworzenie prefabrykatów, charakteryzowanie z użyciem mikroskopii skanowania termalnego, mapowanie właściwości nanomechanicznych i zaawansowane przygotowywanie próbek do charakteryzowania połączeń. Aktywna informacja zwrotna z nanoszenia materiału na nanoprzewód, charakteryzowanie i modelowanie pomogły zoptymalizować kontrolę właściwości optycznych i strukturalnych. Obecnie trwają prace nad modelowaniem zjawisk termicznego przewodnictwa energii i połączeń. Naukowcy wytworzyli zmodyfikowane końcówki SPM z węglowymi nanoprzewodami i wykazali zwiększoną rozdzielczość i precyzję podczas nanolitografii, nanochirurgii erytrocytów i manipulowania cząstkami koloidalnymi. Przy użyciu skupionej wiązki jonowej mocowano nanorurki węglowe do końcówek czujnika SPM i dowodzono ich polepszonych właściwości pod względem rozdzielczości temperaturowej i przestrzennej podczas pomiarów temperaturowych i topograficznych. Już na pierwszym etapie projektu osiągnięcia zaowocowały opublikowaniem 31 artykułów w czasopismach naukowych i szeregu publikacji z konferencji. Członkowie projektu FUNPROB poprowadzili ponad 20 gościnnych wykładów i uczestniczyli w pięciu sympozjach. Przyszłe zastosowania obejmują elektryczne wykrywanie patogenów, w tym wirusów, na użytek diagnostyki biomedycznej i monitorowania środowiska.
Słowa kluczowe
Mikroskopia sond skanujących, skala nano, końcówka czujnika, półprzewodnik, sonda z nanoprzewodu, epitaksja wiązki molekularnej
