p Cientistas do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia desenvolveram uma maneira de medir o desgaste e a degradação das sondas microscópicas usadas para estudar estruturas em nanoescala in situ e como está acontecendo. Sua técnica pode acelerar drasticamente e melhorar a precisão das medições em nanoescala mais precisas e delicadas feitas com microscopia de força atômica (AFM). p Se você está tentando medir os contornos de uma superfície com uma régua que está se desintegrando enquanto você trabalha, então você precisa pelo menos saber com que rapidez e em que extensão ele está se desgastando durante a medição.

p Esse tem sido o desafio de pesquisadores e fabricantes que tentam criar imagens de superfícies de nanomateriais e nanoestruturas. Tirar uma foto é impossível em escalas tão pequenas, então os pesquisadores usam microscópios de força atômica. Pense em um dispositivo como uma agulha fonográfica sendo usada, em nanoescala, para medir os picos e vales à medida que é arrastado para frente e para trás em uma superfície. Esses dispositivos são usados ​​extensivamente em imagens em nanoescala para medir os contornos de nanoestruturas, mas as pontas do AFM são tão pequenas que tendem a se desgastar à medida que atravessam a superfície que está sendo medida.

p Hoje, a maioria dos pesquisadores interrompe a medição para "tirar uma foto" da ponta com um microscópio eletrônico, um método demorado sujeito a imprecisões.

p O engenheiro de materiais do NIST Jason Killgore desenvolveu um método para medir em tempo real a extensão do desgaste das pontas do AFM. Killgore mede a frequência ressonante da ponta do sensor AFM, uma taxa de vibração natural como a de um diapasão, enquanto o instrumento está em uso. Como as mudanças no tamanho e na forma da ponta afetam sua frequência de ressonância, ele é capaz de medir o tamanho da ponta do AFM enquanto funciona - em incrementos de um décimo de nanômetro, resolução em escala essencialmente atômica. A tecnica, chamado microscopia de força de ressonância de contato, é descrito em um artigo publicado recentemente na revista Pequena .

p O impacto potencial deste desenvolvimento é considerável. Milhares de AFMs estão em uso nas universidades, fábricas e instalações de pesquisa e desenvolvimento em todo o mundo. Melhorar sua capacidade de medir e criar imagens de dispositivos nanométricos melhorará a qualidade e a eficácia desses dispositivos. Outro benefício é que desenvolver novas dicas de medição - e estudar as propriedades de novos materiais usados ​​nessas dicas - será muito mais fácil e rápido, dado o feedback imediato sobre as taxas de desgaste.