Microscopio atómico de Broglie
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
El instrumento que se muestra realiza microscopía de fuerza atómica para medir características de la superficie e imágenes de obleas semiconductoras, máscaras de litografía, medios magnéticos, CD / DVD, biomateriales, óptica, entre una multitud de otras muestras. El científico de la izquierda trabaja para el Centro de Materiales a Nanoescala del Laboratorio Nacional de Argonne.

El microscopio atómico de Broglie (también nanoscopio atómico , microscopio de haz neutro o microscopio de helio de barrido cuando se utiliza helio como átomo de sondeo) es un sistema de imágenes que se espera que proporcione una resolución a escala nanométrica . A veces la gente lo llama nano-alcance.

Historia

La resolución de los microscopios ópticos está limitada a unos pocos cientos de nanómetros por las propiedades ondulatorias de la luz.

La idea de obtener imágenes con átomos en lugar de luz se discute ampliamente en la literatura desde el siglo pasado. [1] [2] [3] [4] [5] La óptica de átomos que usa átomos neutros en lugar de luz podría proporcionar una resolución tan buena como la del microscopio electrónico y ser completamente no destructiva, porque las longitudes de onda cortas del orden de un nanómetro pueden ser realizado a baja energía de las partículas de sondeo. "De ello se desprende que es posible un microscopio de helio con resolución nanométrica. Un microscopio de átomo de helio será [una] herramienta no destructiva única para la microscopía de reflexión o transmisión". [4]

Enfoque de átomos neutros

Actualmente, los sistemas de formación de imágenes de átomos ópticos no son competitivos con la microscopía electrónica y varios tipos de sondas de campo cercano . El principal problema en la óptica de los haces atómicos para un sistema de imágenes es el elemento de enfoque. No hay material transparente para el haz de átomos de baja energía. Se sugirió una placa de zona de Fresnel [5] y una lente de campo evanescente [6] , así como varios espejos atómicos . [7] [8] [9] Tales espejos utilizan la reflexión cuántica por Casimir-van der Waals potenciales colas. [10]

Espejos estriados

Recientemente, el rendimiento de los espejos atómicos de estado sólido se mejoró enormemente con los llamados espejos estriados (o espejos de difracción de Fresnel ). [11] [12] [13] [14] [15] El reflejo especular de una onda atómica de un espejo estriado puede interpretarse como un efecto espacial Zeno . [13] En el perfil elipsoidal apropiado , tal espejo podría usarse para enfocar un haz atómico en un punto de algunas decenas de nanómetros; [dieciséis]la dispersión de átomos de este punto trae la imagen del objeto, como en el microscopio confocal de barrido , el microscopio electrónico de barrido o el microscopio de sonda de barrido .

El esquema que se muestra en la imagen es una posibilidad. Un esquema similar se publica en la página de inicio de la Universidad de Cambridge; [17] ver una lista adicional de referencias allí. Un sistema de imágenes de este tipo también podría realizarse con sistemas holográficos , de difracción de Fresnel y de ondas evanescentes . Algunos de estos sistemas pueden volverse competitivos con los métodos establecidos de visualización y medición de nanoobjetos. Vea la descripción general en Nanowiki ( Nanotecnología ).

Ver también

  • Óptica de átomo
  • Espejo atómico
  • Reflexión cuántica
  • Espejo estriado
  • Ángulo de pastoreo
  • Efecto zeno
  • Ola de materia
  • Microscopio de barrido de iones de helio (SHIM, HeIM o HIM)

Referencias

  1. ^ Poelsema, Bene (1989). Dispersión de átomos de energía térmica de superficies desordenadas . Berlín: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-50358-5.
  2. ^ Hulpke, Erika (1992). Dispersión de átomos de helio desde superficies . Berlín: Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-54605-4.
  3. ↑ Berkhout, J .; Luiten, O .; Setija, I .; Hijmans, T .; Mizusaki, T .; Walraven, J. (1989). "Reflexión cuántica: enfoque de átomos de hidrógeno con un espejo cóncavo" (PDF) . Cartas de revisión física . 63 (16): 1689–1692. Código Bibliográfico : 1989PhRvL..63.1689B . doi : 10.1103 / PhysRevLett.63.1689 . PMID 10040645 .  
  4. ^ a b Holst, B .; Allison, W. (1997). "Un espejo de enfoque de átomo" . Naturaleza . 390 (6657): 244. Código bibliográfico : 1997Natur.390..244H . doi : 10.1038 / 36769 . S2CID 4428642 . 
  5. ^ a b Doak, R .; Grisenti, R .; Rehbein, S .; Schmahl, G .; Toennies, J .; Will, C. (1999). "Hacia la realización de un microscopio atómico de Broglie: enfoque de átomo de helio utilizando placas de zona de Fresnel". Cartas de revisión física . 83 (21): 4229. Bibcode : 1999PhRvL..83.4229D . doi : 10.1103 / PhysRevLett.83.4229 .
  6. ^ Balykin, V .; Klimov, V .; Letokhov, V. (2005). "Atom Nano-Optics". Noticias de Óptica y Fotónica . 16 (3): 44. Bibcode : 2005OptPN..16 ... 44B . doi : 10.1364 / OPN.16.3.000044 .
  7. ^ Shimizu, F. (2001). "Reflexión especular de átomos de neón metaestable muy lento de una superficie sólida". Cartas de revisión física . 86 (6): 987–990. Código Bibliográfico : 2001PhRvL..86..987S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.86.987 . PMID 11177991 . 
  8. ^ Oberst, H .; Kasashima, S .; Balykin, V .; Shimizu, F. (2003). "Escáner de ondas de materia atómica". Physical Review A . 68 (1): 013606. arXiv : física / 0210036 . Código Bibliográfico : 2003PhRvA..68a3606O . doi : 10.1103 / PhysRevA.68.013606 . S2CID 54608222 . 
  9. ^ Oberst, H .; Tashiro, Y .; Shimizu, K .; Shimizu, F. (2005). "Reflexión cuántica de He ^ {*} sobre silicio". Physical Review A . 71 (5): 052901. Código Bibliográfico : 2005PhRvA..71e2901O . doi : 10.1103 / PhysRevA.71.052901 .
  10. ^ Friedrich, H .; Jacoby, G .; Meister, CG (2002). "Reflexión cuántica por colas potenciales de Casimir-van der Waals". Physical Review A . 65 (3): 032902. Código Bibliográfico : 2002PhRvA..65c2902F . doi : 10.1103 / PhysRevA.65.032902 .
  11. ^ Shimizu, F .; Fujita, JI (2002). "Reflexión cuántica gigante de átomos de neón de una superficie de silicio estriada". Revista de la Sociedad de Física de Japón . 71 (1): 5–8. arXiv : física / 0111115 . Código bibliográfico : 2002JPSJ ... 71 .... 5S . doi : 10.1143 / JPSJ.71.5 . S2CID 19013515 . 
  12. ^ Shimizu, F .; Fujita, JI (2002). "Holograma de tipo reflexión para átomos". Cartas de revisión física . 88 (12): 123201. Código bibliográfico : 2002PhRvL..88l3201S . doi : 10.1103 / PhysRevLett.88.123201 . PMID 11909457 . 
  13. ↑ a b Kouznetsov, D .; Oberst, H. (2005). "Reflexión de ondas de una superficie estriada y el efecto Zeno". Revisión óptica . 12 (5): 363–366. Código Bibliográfico : 2005OptRv..12..363K . doi : 10.1007 / s10043-005-0363-9 . S2CID 55565166 . 
  14. ↑ Kouznetsov, D .; Oberst, H. (2005). "Dispersión de ondas de materia atómica de superficies estriadas". Physical Review A . 72 (1): 013617. Código Bibliográfico : 2005PhRvA..72a3617K . doi : 10.1103 / PhysRevA.72.013617 .
  15. ^ Oberst, H .; Kouznetsov, D .; Shimizu, K .; Fujita, JI; Shimizu, F. (2005). "Espejo de difracción de Fresnel para una onda atómica" . Cartas de revisión física . 94 (1): 013203. Código Bibliográfico : 2005PhRvL..94a3203O . doi : 10.1103 / PhysRevLett.94.013203 . hdl : 2241/104208 . PMID 15698079 . 
  16. ↑ Kouznetsov, D .; Oberst, H .; Neumann, A .; Kuznetsova, Y .; Shimizu, K .; Bisson, JF; Ueda, K .; Brueck, SRJ (2006). "Espejos atómicos estriados y nanoscopio atómico". Revista de Física B: Física Atómica, Molecular y Óptica . 39 (7): 1605. Código Bibliográfico : 2006JPhB ... 39.1605K . CiteSeerX 10.1.1.172.7872 . doi : 10.1088 / 0953-4075 / 39/7/005 . 
  17. ^ Óptica de átomo y microscopía de átomo de helio. Universidad de Cambridge, "Copia archivada" . Archivado desde el original el 28 de junio de 2007 . Consultado el 13 de junio de 2007 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Atomic_de_Broglie_microscope&oldid=1014931534 "
Contribute a better translation