Analisi delle nanostrutture 3D
Per capire le proprietà dei nanomateriali è necessaria una strumentazione con risoluzione, sensibilità, precisione e persino tipo di informazioni fornite che superano in molti casi quelle disponibili. Ciò è vero per quasi tutti i settori, dall'elettronica di consumo alla biomedicina e all’energia, ma non solo. La microscopia a scansione di forza (SFM) offre informazioni strutturali dettagliate con risoluzione laterale eccellente fino a scala atomica, ma non è in grado di fornire informazioni chimiche. Le tecniche di analisi chimica che usano elettroni, fotoni o fasci ionici, come la spettrometria di massa di ioni secondari a tempo di volo (ToF-SIMS), sono ostacolate da una scarsa risoluzione e sensibilità per l'analisi delle nanostrutture. Gli scienziati hanno unito le tecniche in un solo strumento grazie ai finanziamenti UE del progetto 3D NANOCHEMISCOPE ("Combined SIMS-SFM instrument for the 3-dimensional chemical analysis of nanostructures"). Per la prima volta gli scienziati possono avere simultaneamente informazioni complementari sulla struttura superficiale e sulla chimica di nanoscala. Il sistema 3D NANOCHEMISCOPE possiede uno stadio a cinque assi di alta precisione (posizionamento xyzrt con coordinate cartesiane, rotazione e traslazione) in grado di posizionare il campione e tenerlo fermo rapidamente e con precisione. Strato dopo strato la rimozione controllata del materiale su nanoscala si ottiene tramite tecniche di sputtering. La SFM ad alta risoluzione modificata misura la topografia superficiale a diverse profondità, mentre ToF-SIMS con risoluzione laterale che arriva a 16 nanometri (nm) e sensibilità superficiale potenziata offre informazioni chimiche. Inoltre le analisi in profondità (depth profiling) sono possibili senza danni da radiazioni e conseguente perdita di informazioni molecolari, cosa comune ad altre tecniche di sputtering. Il software consente il calcolo di un display 3D per tutte le specie chimiche presenti. Il nuovo 3D NANOCHEMISCOPE consente importanti passi avanti nel depth profiling organico con una versatilità senza precedenti per materiali quali film sottili organici e nanostrutture organiche. Questi materiali sono di fondamentale importanza nelle applicazioni molto diffuse, inclusi sensori, biotecnologia e optoelettronica. Si prevede quindi che il progetto avrà un impatto importante sulla competitività dell'economia UE in diversi settori del mercato e che posizionerà l'UE come leader nella misurazione e caratterizzazione su nanoscala.
