原子間力顕微鏡

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2009年、IBMは、非接触原子間力顕微鏡法(英語ではAFMと呼ばれます-Wikipediaで読むことができます。主なことは混乱しないでください)の開発により、表面顕微鏡法の分野ですでにブレークスルーを達成しました。分子。 「ブルージャイアント」はこの研究ラインで今日まで実験を続け、最終的に次の成果が現れました。会社の専門家だけでなく、ヨーロッパの大学の科学者も結集した大規模なチームの枠組みの中で、既存の方法論を改善し、それを修正することができましたKPFM-ケルビンプローブの力顕微鏡。 この手法により、分子の構造を乱すことなく、分子内の電荷の動きと分布をキャプチャできます。



チューリッヒに本拠を置くチームは、Royal Chemical Society( RSC )の研究者、ワーウィック大学の研究者そしてもちろんIBMの科学者で構成され、合成分子Olympitsena(オリンピック競技大会のシンボルの5つのリングにちなんで命名されたOlympicene)のかなり鮮明なショットを取得することができました。 研究者は、個々の水素原子の写真だけでなく、それらを操作することもできました。 チームはプロセス全体を説明するビデオを準備しました。







「過去にIBMが示したAFMスキャン方法は、分子内の個々の原子の「スナップショット」を撮影する能力を示しましたが(上記のビデオに示すように、個別のキセノン原子で構成されるIBMの手紙) IBMリサーチチューリッヒのチーム研究者であるLeo Grossは次のように述べています。



IBM AFMスキャン技術の独自性は、結晶分子を組み立てる必要なく原子と分子の写真を撮ることができることです。これは、高解像度スキャンの最初の障害でした。 さらに重要なことは、チームはAFMスキャナーが特定の反応(分子の表面の形成や分子からの個々の原子の抽出など)を引き起こす能力を実証したことです。



これは、特にKPFMの機能を実証するために作成されたOlympitsena分子の例で最もよく見られます。 ポストの一番最初の写真では、分子内の原子間の結合がはっきりと見えています-特に2つの水素原子が合成分子に結合している場所で。 別の写真は、この同じ場所がもはや強調されていないことを示しています-水素原子の1つが分子から「除去され」、オリンピセナのラジカルと呼ばれるものを作成したという理由だけのため。



また、Leo Grossは、一般に、単一の水素原子の射撃と操作がこの技術の適用の限界を示すことは間違いありません(原子よりも小さい規模で操作する方法はありません) 「吸着、分子内の結合、結合のパラメーター、位置、原子間の距離などを詳しく調べたい」 これらのパラメーターは、原則として、合成または変更された分子から合成された最終物質の特性を決定します。



当然、この研究には広範囲の見通しがあり、グループ内のすべての科学者および研究者は次のように考えています。「分子内、特に電荷分離が重要な有機発光セル内の電荷の分布と分離を研究する新しい手法を使用したい、および分子エレクトロニクス用-たとえば、機能性が1つの電子のみを運ぶ単一分子デバイス(たとえば、LED素子など)。 AFMとKPFMを組み合わせた技術を使用することにより、単一電子デバイスを正確に研究する絶好の機会が得られます。



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