p A microscopia de força atômica (AFM) é uma técnica extremamente sensível que nos permite obter imagens de materiais e / ou caracterizar suas propriedades físicas na escala atômica, sentindo a força sobre as superfícies dos materiais usando uma ponta precisamente controlada. Contudo, O AFM convencional fornece apenas o componente normal à superfície da força (a direção Z) e ignora os componentes paralelos à superfície (as direções X e Y). Para caracterizar completamente os materiais usados ​​em dispositivos em nanoescala, é necessário obter informações sobre parâmetros com direcionalidade, como eletrônico, magnético, e propriedades elásticas, em mais do que apenas a direção Z. Isso é, é desejável medir esses parâmetros nas direções X e Y paralelas à superfície de um material também. Medir a distribuição de tais parâmetros materiais na escala atômica aumentará nossa compreensão da composição química e das reações, morfologia da superfície, manipulação molecular, e operação de nanomáquinas. p Um grupo de pesquisa da Universidade de Osaka desenvolveu recentemente uma abordagem baseada em AFM chamada "AFM bimodal" para obter informações sobre as superfícies do material no X, Y, e direções Z (ou seja, em três dimensões) na escala subatômica. Os pesquisadores mediram a força total entre uma ponta de AFM e a superfície do material no X, Y, e direções Z usando uma superfície de germânio (Ge) como substrato. Seu parceiro colaborativo, o Instituto de Física da Academia Eslovaca de Ciências, contribuíram com simulações de computador das interações ponta-superfície. A abordagem bimodal AFM foi relatada recentemente em Física da Natureza .

p "Uma superfície Ge limpa (001) tem dímeros anisotrópicos alternadamente alinhados, que são girados em 90 ° na etapa, o que significa que eles mostram uma estrutura de dois domínios, "explica o primeiro autor Yoshitaka Naitoh." Nós sondamos os campos de força de cada domínio na direção vertical oscilando a ponta do AFM na frequência de ressonância de flexão e na direção paralela oscilando-a na torção. "

p A equipe primeiro expressou os componentes da força como vetores, fornecer a distribuição do vetor acima da superfície na escala subatômica. A simulação de computador apoiou os resultados experimentais e lançou luz sobre a natureza da terminação química da ponta e morfologia e, em particular, ajudou a esclarecer as questões pendentes sobre as distâncias da superfície da ponta no experimento.

p "Medimos a magnitude e a direção da força entre a ponta do AFM e a superfície de Ge em uma escala subatômica em três dimensões, "diz Naitoh." Tais medições ajudarão a compreensão da estrutura e reações químicas de superfícies funcionalizadas. "

p A abordagem desenvolvida bimodal AFM permitirá aos pesquisadores investigar as propriedades físicas dos materiais em maiores detalhes em nanoescala, o que deve facilitar o desenvolvimento de dispositivos, nanotecnologia, e sistemas de fricção / lubrificação.