Określanie charakterystyki materiałów za pomocą jednego skanu
Określenie charakterystyki powierzchni materiałów w miejscach, w których wchodzą one z sobą w interakcje zapewnia szczegółową wiedzę dotyczącą ich chemicznych, elektrycznych i mechanicznych właściwości. To z kolei umożliwia oparte na wiedzy projektowanie innowacyjnych materiałów, urządzeń i komponentów. Mikroskopia sond skanujących (SPM) zapewnia obecnie możliwość wygenerowania obrazów w rozdzielczości atomowej, a nawet zarejestrowanie molekularnych zmian konformacyjnych. Poprzez różnicowanie napięcia polaryzacji między wierzchołkiem sondy a próbką, technika określana mianem tunelowej spektroskopii skaningowej (STS) umożliwia uzyskanie informacji o szczegółowych stanach elektronicznych i spektrach energii. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt MDSPM ("Equipment and methodology for multi-dimensional scanning probe microscopy"), aby dodać kolejny wymiar do potężnej techniki STS. Projekt MDSPM skoncentrował swoje działania na opracowaniu nowego, ultrapróżniowego (UHV), niskotemperaturowego, wielowymiarowego mikroskopu sond skanujących (MDSPM) dysponującego dwuwymiarowym (2D) pomiarem sił i rozproszenia energii. Szczegółowo rzecz ujmując, zaawansowana aparatura poszerza możliwości STS, aby umożliwić pomiar siły i rozproszenia energii związanych z każdym rodzajem przypadkowego wahania sił, takich jak wibrujące molekuły lub atomy, z bezprecedensową czułością. Techniczna złożoność projektu przyniosła wiele wyzwań i pomimo braku komercyjnej gotowości, zaowocowała zaprojektowaniem i stworzeniem dwóch wysoce modułowych urządzeń MDSPM w laboratoriach partnerów, które spełniają wszystkie funkcjonalne wymogi określone w celach projektu. Potencjał oprzyrządowania do dostarczenia przełomowych wyników naukowych niemożliwych obecnie do osiągnięcia przy pomocy konwencjonalnej skaningowej mikroskopii sił atomowych (SFM) zaowocował już namnożeniem nowych projektów badawczych opartych na tej technologii. Firma Intel również zainicjowała przemysłowy kontrakt z zespołem, który zakłada wykorzystanie oprzyrządowania MDSPM. Projekt MDSPM zaowocował dostarczeniem niezmiernie potężnego, wielowymiarowego mikroskopu z sondą skanującą, który stanowi obietnicę zrewolucjonizowania procesu badania materiałów i ich właściwości. Uzyskanie szczegółowej wiedzy na temat atomowych i molekularnych konfiguracji, stanów energii i elektronu oraz pól sił w tym samym czasie i z wysoką precyzją za pomocą pojedynczego urządzenia może równie dobrze stanowić kolejną rewolucję w SPM.
