Sensoriamento remoto de vibrações moleculares com ponta de microscópio de tunelamento de varredura (STM). Pechenezhskiy et al. iluminar moléculas em um substrato de ouro por um laser infravermelho ajustável. Quando a iluminação é ressonante com um modo vibracional específico, a excitação é transferida para o substrato. Esse, por sua vez, faz a superfície tremer, que é detectado por variações na corrente de tunelamento através da ponta do STM. Conforme a frequência do laser é alterada, o sinal STM mapeia o espectro vibracional. Crédito:APS / Alan Stonebraker
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia com membros também do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade de Stanford conseguiu combinar microscopia de tunelamento e espectroscopia infravermelha para obter uma melhor compreensão de como as moléculas se comportam quando aderem a uma superfície . Em seu artigo publicado na revista Cartas de revisão física , a equipe descreve como eles usaram um laser customizado para permitir a realização de espectroscopia infravermelha com microscopia de tunelamento de varredura sem aquecer sua ponta.
A microscopia de varredura por tunelamento é capaz de coletar informações no nível atômico de um material, fazendo uso de uma ponta minúscula que é colocada perto de um material e, em seguida, medindo a quantidade de corrente que passa entre a ponta e o material. Usando este método, pesquisadores podem reunir informações sobre moléculas e átomos individuais, mas não pode distinguir entre eles. A espectroscopia de infravermelho coleta informações sobre um material por meio de um laser focado em uma amostra - a luz infravermelha é refletida no material e as diferenças nas frequências revelam quais tipos de moléculas estão presentes. Infelizmente, a técnica não é precisa o suficiente para destacar átomos individuais que compõem as moléculas. Neste novo esforço, os pesquisadores decidiram combinar as duas tecnologias para permitir obter os benefícios de ambas, enquanto nega suas desvantagens individuais.
Para superar problemas com o calor do laser impactando a ponta de digitalização, os pesquisadores usaram um laser customizado que era capaz de irradiar uma superfície de ouro sobre a qual cristais de tetramantano ou tetramantano haviam sido depositados. A ponta de digitalização foi colocada longe o suficiente da superfície para evitar impactos. Quando o laser foi disparado, a equipe descobriu que a corrente entre a ponta e a superfície aumentava quando sua frequência era ajustada para uma das frequências de absorção dos cristais. Ao medir o aumento, os pesquisadores foram capazes de determinar qual cristal foi absorvido pelo substrato de ouro. Isso significa que a equipe combinou os melhores atributos dos dois tipos de dispositivos de digitalização.
A única desvantagem que a equipe relatou foi que o scanner só foi capaz de usar o sinal médio de um conjunto de moléculas em vez de moléculas individuais - eles planejam continuar seu trabalho com os dispositivos combinados com a esperança de refinar o processo para permitir ambos analisar e identificar moléculas em nanoescala. Ao comparar essas moléculas em um grupo livre com aquelas que aderem a uma superfície, os pesquisadores esperam obter novos insights sobre como as moléculas se comportam quando se ligam a uma superfície.
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