Vedcom padla sánka: Prekonali posledný veľký limit optiky a nazreli priamo do sveta atómov
Vedci po rokoch výskumu prekonali hranice optického mikroskopovania spôsobom, ktorý bol dlho považovaný za nemožný. Optika, ktorá umožňuje vidieť jednotlivé atómy, už nie je víziou sci-fi, ale realitou vďaka prelomovej technike ULA-SNOM, čo znamená ultralow tip oscillation amplitude scattering-type scanning near-field optical microscopy. Ide o metódu, pri ktorej sa špeciálne tvarovaný strieborný hrot pohybuje nad povrchom materiálu s amplitúdou len 0,5 až 1 nanometer, teda v mierke niekoľkých atómov.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneKľúčom k prekonaniu tzv. difrakčného limitu, ktorý tradičným optickým mikroskopom bránil rozlíšiť objekty menšie ako 200 nanometrov, bolo vytvorenie systému s extrémne presným riadením pohybu. Celý experiment prebiehal vo vákuovej komore pri teplote 8 Kelvinov, čo je -265 °C. Kryogénne podmienky eliminovali vibrácie aj kontamináciu. Mikroskop tak dokázal zachytiť svetelnú interakciu s jednotlivými atómami s vysokou presnosťou. Na tému upozornil Interesting Engineering.
Takto detailný obraz vedci ešte nevideli
Základom ULA-SNOM je upravená verzia existujúcej techniky s názvom s-SNOM, pri ktorej sa kovový hrot osvetľuje laserom a následne skenuje po povrchu materiálu. Svetlo rozptýlené z povrchu vytvára vzory, ktoré zobrazujú nanoskopické detaily. Bežné s-SNOM zariadenia však dosahujú rozlíšenie len 10 až 100 nanometrov, čo nestačí na zobrazenie atómových štruktúr. Nová technológia s extrémne malou osciláciou hrotu túto hranicu prekonala.

Použitý hrot bol vyrobený zo starostlivo lešteného striebra a tvarovaný iónovým lúčom tak, aby mal hladký a stabilný povrch. Do hrotu smeroval červený laser s vlnovou dĺžkou 633 nanometrov a výkonom 6 miliwattov. Laser vytváral plazmónovú dutinu, teda drobnú svetelnú kapsulu o objeme len jedného kubického nanometra. Táto kapsula slúžila ako kontakt medzi svetlom a atómami materiálu, čo umožnilo presnú detekciu svetelných interakcií.
Vedci navyše využili metódu samo-homodynovej detekcie, ktorá pomohla odstrániť šum a zlepšiť kvalitu signálu. Výsledný mikroskopický systém dokázal zaznamenať nielen optické informácie, ale zároveň aj meral elektrickú vodivosť a mechanické vlastnosti skúmaného materiálu pomocou integrovaných prvkov skenujúcej tunelovacej mikroskopie a atómovej silovej mikroskopie.
Obrazy s detailmi až na úrovni atómu
Pri testovaní tejto technológie vedci zobrazili ostrovčeky kremíka s hrúbkou jedného atómu, uložené na striebornej podložke. Mikroskop jasne ukázal hranicu medzi kremíkom a striebrom. Zaznamenal aj to, ako sa tieto materiály opticky líšia. Štvrtý harmonický frekvenčného spektra bol obzvlášť citlivý na rozdiely medzi nimi, čo umožnilo získať najostrejší obraz.
Pri porovnaní s tradičným STM zariadením, ktoré je štandardom pre zobrazovanie atómových štruktúr, vedci zistili, že rozlíšenie ULA-SNOM bolo takmer identické. STM dosiahlo 0,9 nanometra, zatiaľ čo nový optický mikroskop zobrazil detaily s presnosťou približne 1 nanometer.
Tento prelom otvára cestu k novým objavom v elektronike, kvantových materiáloch aj vývoji efektívnejších solárnych článkov. Pozorovanie správania svetla pri kontakte s jednotlivými atómami umožňuje navrhovať nanoštruktúry s presne definovanými vlastnosťami. Ide o revolučný krok, ktorý zásadne mení možnosti optického zobrazovania na atómovej úrovni.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Nový akčný film práve dorazil online. Natáčal sa aj na Slovensku

Náhodné poškodenie notebooku ťa nemusí stáť stovky eur. Opravu vieš dostať aj zadarmo

Európania opäť kupujú tepelné čerpadlá. Krajiny našli jednoduchý trik, Slováci však majú smolu

Kvantové počítače zlomili kľúčový rekord. Nové spojenie zvládne vyše 1 000 previazaní za sekundu

Počasie odhalilo achillovú pätu moderných domov. Ľudia riešia ťažkú dilemu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Dôchodcovia si prilepšia: Na minimálnu penziu 708 eur musia splniť dve podmienky

70-ročný milionár z Popradu rozširuje železničný biznis. Nová dohoda má platiť 10 rokov

Ryanair odhalil prvých 29 nových liniek na leto 2027. Zo Slovenska pribudne spojenie na obľúbený grécky ostrov

Trump: Putin súhlasí s masívnymi dodávkami nafty na svetový trh, zmierni to rastúce ceny energií

Slovensko môže zažiť svetelné divadlo na oblohe. K Zemi mieria tri oblaky zo Slnka, šanca na polárnu žiaru rastie
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Útočné drony sa už neskryjú. Nová zbraň s 4D radarom ich sleduje na vyše 800 metrov aj v pohybe
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- Nemci posunuli tepelné čerpadlá na novú úroveň. Pri 160 °C môžu nahradiť fosílne palivá
- Program na večer je jasný. Netflix práve pridal najväčší film októbra, prvé recenzie sú poriadne kruté
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Automobilka so závodom na Slovensku má nový hit. Jej lacný elektromobil ide ako teplé rožky
- Útočné drony sa už neskryjú. Nová zbraň s 4D radarom ich sleduje na vyše 800 metrov aj v pohybe
- Netflix práve pridal veľkú novinku aj s dabingom. Zaujme hviezdami aj desivou atmosférou
-
- Černobyľ po 40 rokoch opäť prekvapil vedcov. Odhalili nečakanú vlastnosť rádioaktívneho paliva
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Ohromne zbohatnú a spasia Európu. Blízko Slovenska našli obrovské ložisko ropy a plynu
- Je to tu. Najväčší film roka 2026 práve dorazil online aj s dabingom
- Začal sa útok na Netflix. Vznikne nová služba s tisíckami filmov a viac ako 200 miliónmi predplatiteľov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Dôchodcovia si prilepšia: Na minimálnu penziu 708 eur musia splniť dve podmienky

70-ročný milionár z Popradu rozširuje železničný biznis. Nová dohoda má platiť 10 rokov

Ryanair odhalil prvých 29 nových liniek na leto 2027. Zo Slovenska pribudne spojenie na obľúbený grécky ostrov

Trump: Putin súhlasí s masívnymi dodávkami nafty na svetový trh, zmierni to rastúce ceny energií

