Атомная игла стала прочнее

Исследователи из Северо-западного университета, город Ивенстон, штат Иллинойс, и Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) из того же штата создали иглу атомно-силового микроскопа из так называемого ультрананокристаллического алмаза.

С изобретением атомно-силового микроскопа ученые получили возможность исследовать и изменять поверхности на атомном уровне. Атомно-силовой микроскоп сканирует поверхности образцов сверхтонкой вольфрамовой иглой-зондом и измеряет силу взаимодействия иглы с поверхностью, что позволяет различить на поверхности образца даже отдельные атомы. Атомно-силовой микроскоп был изобретен в 1986 году физиками компании IBM — Гердом Биннигом (Gerd Binnig) и Кристофом Гербером (Christof Gerber), а также инженером-электриком Стэнфордского университета Келвином Квейтом (Calvin Quate). Самая большая проблема этого вида микроскопов — слишком толстая и непрочная игла — была решена только сейчас.

Созданная игла «превосходит все существующие на рынке», сказал ведущий исследователь Горацио Эспиноза (Horacio Espinosa), инженер Северо-западного университета. До сих пор в атомных микроскопах кончики приклеивали на иглу или оборачивали в 10–20-нанометровую оболочку из синтетических алмазов. Крепление алмазной головки — очень медленный процесс, вызывающий трудности при масштабировании, а алмазная обертка увеличивает толщину иглы до 70–100 нм, что снижает ее точность.

Исследователи обнаружили, что ультрананокристаллический алмаз легко формировать в иглы с кончиком 30 нм. Ученые сформировали кончик в пирамидальной кремниевой форме, а оставшуюся часть иглы обработали при помощи обычных технологий.

«Эта технология представляет огромный потенциал для массового производства, — сказал Эспиноза. — Продемонстрированные низкий износ ультрананокристалла и возможности «писать» химическими чернилами весьма многообещающи. Мы используем эти иглы для измерений в наномасштабах, в том числе измерений проводимости нейронов для изучения синапсов и сигнальных механизмов». Северо-западный университет подал заявку на получение патента и ищет партнера для коммерциализации изобретения, сообщил Sci-Tech-Today.com.