p Pesquisadores do centro de pesquisa em nanociência basca CIC nanoGUNE e Neaspec GmbH (Alemanha) desenvolveram um instrumento que permite registrar espectros infravermelhos com uma fonte térmica em uma resolução 100 vezes melhor do que na espectroscopia infravermelha convencional. No futuro, a técnica pode ser aplicada para analisar a composição química local e a estrutura de materiais em nanoescala em compósitos poliméricos, dispositivos semicondutores, minerais ou tecido biológico. O trabalho é publicado em Materiais da Natureza . p A absorção da radiação infravermelha é característica da composição química e da estrutura dos materiais. Por esta razão, um espectro infravermelho pode ser considerado a "impressão digital" de um material. A espectroscopia de infravermelho se tornou uma ferramenta importante para caracterizar e identificar materiais e é amplamente aplicada em diferentes ciências e tecnologias, incluindo ciências de materiais e diagnóstico biomédico. Contudo, com instrumentos ópticos convencionais, como espectrômetros infravermelhos FTIR (Fourier Transform Infrared), a luz não pode ser focada em tamanhos pontuais abaixo de vários micrômetros. Esta limitação fundamental impede o mapeamento espectroscópico de infravermelho de nanopartículas individuais, moléculas ou dispositivos semicondutores modernos.

p Pesquisadores da nanoGUNE e da Neaspec desenvolveram agora um espectrômetro infravermelho que permite imagens em nanoescala com radiação térmica. A configuração - em um nano-FTIR curto (veja a Figura) - é baseada em um microscópio de campo próximo do tipo espalhamento (NeaSNOM) que usa uma ponta metálica afiada para escanear a topografia de uma superfície de amostra. Durante a varredura da superfície, a ponta é iluminada com luz infravermelha de uma fonte térmica. Agindo como uma antena, a ponta converte a luz incidente em um ponto infravermelho em nanoescala (nanofoco) no ápice da ponta. Ao analisar a luz infravermelha espalhada com um espectrômetro FTIR especialmente projetado, os pesquisadores foram capazes de registrar espectros infravermelhos de volumes de amostra ultrapequenos.

p Em seus experimentos, os pesquisadores conseguiram gravar imagens infravermelhas de um dispositivo semicondutor da Infineon Technologies AG (Munique). "Conseguimos uma resolução espacial melhor do que 100 nm. Isso mostra diretamente que a radiação térmica pode ser focada em um tamanho de ponto que é cem vezes menor do que na espectroscopia infravermelha convencional", diz FlorianHuth, quem realizou os experimentos. O pesquisador demonstrou que o nano-FTIR pode ser aplicado para reconhecer óxidos de silício processados ​​de forma diferente ou para medir a densidade eletrônica local em dispositivos eletrônicos industriais complexos. "Nossa técnica permite registrar espectros na faixa espectral do infravermelho próximo a distante. Esta é uma característica essencial para analisar a composição química de nanomateriais desconhecidos", explica Rainer Hillenbrand, líder do grupo Nanooptics na nanoGUNE.

p O Nano-FTIR tem um potencial de aplicação interessante em ciências e tecnologias amplamente diferentes, variando da indústria de semicondutores à nanogeoquímica e astrofísica. "Com base na espectroscopia de impressão digital vibracional, poderia ser aplicado para mapeamento em nanoescala da composição química e propriedades estruturais de nanossistemas orgânicos e inorgânicos, incluindo semicondutores orgânicos, células solares, nanofios, cerâmicas e minerais ", adiciona FlorianHuth.