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Volumetric Scanning Microwave Microscopy Analytical and Research Tool for Nanotechnology

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Materiali per l’immaginografia su nanoscala

Alcuni ricercatori finanziati dall’UE hanno sviluppato un nuovo strumento per l’imaging su scala nanoscopica 3D non invasivo di strutture subsuperficiali in numerosi materiali per applicazioni quali le scienze della vita e il fotovoltaico.

Tecnologie industriali

Negli ultimi anni, sono state sviluppate numerose tecniche di microscopia in grado di misurare proprietà fondamentali delle pellicole dielettriche sottili su scala nanoscopica. Grazie alla microscopia a forza elettrostatica, alla microscopia a scansione di capacità e alla microscopia a scansione a microonde, è possibile studiare la costante dielettrica di ossidi e pellicole polimeriche nonché biomembrane. Il nuovo microscopio a microonde per la scansione dei volumi (Volumetric Scanning Microwave Microscope, VSMM) è in grado di misurare la costante dielettrica, la conduttività e la resistività con risoluzione su scala nanoscopica. Sviluppato nell’ambito del progetto V-SMMART NANO (Volumetric scanning microwave microscopy analytical and research tool for nanotechnology), finanziato dall’UE, il microscopio VSMM può analizzare la struttura 3D subsuperficiale di materiali in situ. Il consorzio che ha sviluppato il microscopio VSMM era composto da tre piccole e medie imprese, una società di ricerca e sviluppo tecnologico e tre istituti di ricerca. I partner V-SMMART NANO hanno riunito le loro competenze leader a livello mondiale per realizzare questo strumento innovativo e portarlo sul mercato. L’impossibilità di mappare la distribuzione spaziale delle proprietà elettromagnetiche ha rappresentato per lungo tempo un ostacolo significativo per un’adeguata caratterizzazione dei materiali in numerosi campi. La nuova piattaforma di microscopia offre una vista 3D senza precedenti delle proprietà locali di sistemi reali, tra cui l’assorbimento delle nanoparticelle di farmaci nelle cellule biologiche e i meccanismi di cattura nelle celle solari. Sono stati sviluppati anche metodi avanzati per la calibrazione e la tracciabilità, per garantire che le misurazioni VSMM fossero quantitativamente significative ed estremamente precise. Lo strumento si basa sulla tecnologia cantilever di microscopia a scansione di sonda (SPM), che lo rende compatibile anche con altri strumenti basati su SPM. Queste caratteristiche uniche permettono la caratterizzazione di materiali multi-fisici su scala nanoscopica. Grazie all’introduzione del VSMM, l’UE sarà all’avanguardia in fatto di strumenti di nuova generazione per l’imaging 3D ad alta risoluzione dei materiali su scala nanoscopica. La tecnologia del progetto V-SMMART NANO per l’analisi della distribuzione spaziale delle proprietà elettromagnetiche dei materiali è unica non solo tra gli strumenti commerciali, ma anche tra quelli oggi utilizzati nei laboratori. La capacità del VSMM di analizzare le strutture subsuperficiali e le proprietà elettromagnetiche dei materiali favoriranno importanti sviluppi in diversi settori, dalle scienze della vita al fotovoltaico. Inoltre, promuoverà la comprensione e la scoperta di materiali che potranno costituire le fondamenta della prossima generazione di nanomateriali. Guarda il video del progetto qui.

Parole chiave

Nanoscala, imaging, microscopia, dielettrica, scansione volumetrica microonde microscopio, V-SMMART NANO

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