p Os físicos desenvolveram uma técnica baseada em microscopia óptica que pode ser usada para criar imagens de átomos em nanoescala. Em particular, o novo método permite a geração de imagens de pontos quânticos em um chip semicondutor. Junto com colegas da Universidade de Bochum, cientistas da Universidade de Basel relataram as descobertas no jornal Nature Photonics . p Microscópios ópticos convencionais não podem ser usados ​​para criar imagens de moléculas e átomos individuais, que medem apenas frações de nanômetro de diâmetro. Isso tem a ver com a natureza ondulatória da luz e as leis da física associadas. De acordo com essas leis, a resolução máxima de um microscópio é igual à metade do comprimento de onda da luz usada. Por exemplo, se você usar luz verde com comprimento de onda de 500 nanômetros, um microscópio óptico pode, no melhor, distinguir objetos a uma distância de 250 nanômetros.

p Nos últimos anos, Contudo, os cientistas contornaram esse limite de resolução para gerar imagens de estruturas medindo apenas alguns nanômetros de diâmetro. Para fazer isso, eles usaram lasers de vários comprimentos de onda para acionar a fluorescência em moléculas em parte da substância, enquanto a suprimiam nas áreas circundantes. Isso permite que eles criem estruturas, como moléculas de corante, que têm apenas alguns nanômetros de tamanho. O desenvolvimento deste método, a depleção de emissões estimuladas (STED) resultou no Prêmio Nobel de Química 2014.

p Timo Kaldewey, do Departamento de Física da Universidade de Basel e do Instituto Suíço de Nanociência, já trabalhou com colegas da Ruhr-University Bochum (Alemanha) para desenvolver uma técnica semelhante que permite a imagem de objetos em nanoescala, particularmente um sistema de mecânica quântica de dois níveis. Os físicos estudaram o que são conhecidos como pontos quânticos, átomos artificiais em um semicondutor, que o novo método foi capaz de visualizar como pontos brilhantes. Os cientistas excitaram os átomos com um laser pulsado, que muda de cor durante cada pulso. Como resultado, a fluorescência do átomo é ligada e desligada.

p Considerando que o método STED só funciona ocupando pelo menos quatro níveis de energia em resposta à excitação do laser, o novo método da Basiléia também funciona com átomos que possuem apenas dois estados de energia. Sistemas de dois estados desse tipo constituem sistemas modelo importantes para a mecânica quântica. Ao contrário da microscopia STED, o novo método também não libera calor. "Esta é uma grande vantagem, como qualquer calor liberado pode destruir as moléculas que você está examinando, "explica Richard Warburton." Nosso nanoscópio é adequado para todos os objetos com dois níveis de energia, como átomos reais, moléculas frias, pontos quânticos, ou centros de cores. "