p Pesquisadores do NIMS, Bo Da (pesquisador do RCAMC e do CMI2, MaDIS) e Hideki Yoshikawa (líder do Grupo de Análise Química de Superfície) e um grupo de pesquisa liderado por Shigeo Tanuma (Pesquisador Especial NIMS), Kazuhito Tsukakoshi (Investigador Principal MANA, NIMS), Kazuyuki Watanabe (Professor, Tokyo University of Science) e Zejun Ding (Professor, Universidade de Ciência e Tecnologia da China) desenvolveu em conjunto técnicas versáteis de microscopia espectroscópica capazes de medir simultaneamente um filme nanofino em uma ampla gama de níveis de energia de elétrons, de energia quase zero a alta energia, usando um microscópio com feixes de elétrons. O grupo também demonstrou a eficácia da técnica. p Os métodos convencionais de medição de filmes nano-finos requerem muito cuidado porque exigem a alteração do nível de energia de um feixe de elétrons incidente monocromático e o reajuste do sistema óptico de elétrons enquanto mede a imagem do microscópio eletrônico. Abordamos esse problema usando uma abordagem criativa. Desenvolvemos uma nova técnica de medição usando elétrons secundários - que são gerados em um material de substrato e têm uma ampla distribuição de energia - como uma sonda de elétron branco virtual. Para reduzir esta técnica à prática, precisávamos eliminar completamente os sinais de fundo dos elétrons secundários. Adotamos o método de sonda de quatro pontos usado em astronomia para detectar com precisão sinais fracos capturados por telescópios. Este método nos permitiu medir simultaneamente a transmitância de elétrons do grafeno em uma ampla faixa de níveis de energia entre quase zero e 600 elétron-volts. Em seguida, confirmamos que os valores medidos combinam bem com os valores teóricos. Este estudo relata pela primeira vez que as informações sobre as propriedades de um material ―especificamente, a transmitância de elétrons de filmes nano-finos - pode ser extraída de sinais de elétrons secundários.

p A medição das características de transmitância de um material usando luz visível de vários níveis de energia é análoga à identificação da cor do material. De forma similar, a medição da transmitância de elétrons de um filme nano-fino usando elétrons de vários níveis de energia é análogo a identificar a cor de uma área localizada do filme usando um "olho" mais estreitamente focado (elétrons). É difícil determinar rapidamente a qualidade (por exemplo, cor) de filmes nano-finos em locais-alvo específicos, já que o próprio filme normalmente é difícil de localizar. De acordo, técnicas como a desenvolvida neste estudo serão muito valiosas na pesquisa de novos filmes nano-finos nos quais a consistência qualitativa do filme em uma grande área precisa ser garantida.