科學家發明無干擾測量納米材料張力新方法

德國和西班牙兩國科研小組合作，利用紅外線納米近場顯微鏡發明了一種無干擾檢測納米半導體材料張力的新方法，這一新方法為科學家研究半導體材料的物理性能，以及測量納米級半導體元器件的性能提供了新的可能。
            
    參與這項發明的是位于德國慕尼黑的馬普生物化學及等離子物理研究所和圣塞巴斯蒂安的西班牙巴斯克研究所。一種無干擾和無接觸的測量技術對納米和半導體技術研究來說一直是個很大的挑戰，因此，該成果對納米級范疇的材料張力特性測量具有重要的意義，利用它可以確定高性能陶瓷物理特性，以及現代半導體元器件的電子特性。
            
    德國馬普生物化學和等離子物理研究所的專家首先開發出了一種紅外線納米近場顯微鏡，這種基于原子顯微鏡AFM的納米近場顯微鏡利用20納米至40納米直徑的可控光柵束作為光學近場記錄，并運用可控光束拍攝并獲取材料的光學和物理特性。
            
    最新研究顯示，紅外線納米顯微鏡還可以發現晶體材料中最細微的張力場和納米級裂紋。在一項示范性試驗中，科學家對一塊試驗鉆石施以不同強度的壓力，利用納米顯微鏡跟蹤材料在壓力下產生的納米張力場的變化，納米近場顯微鏡拍攝的圖片成功地顯示了這一測量方法的可靠性。參與試驗的專家安德列斯?胡伯評論說，相對于其他顯微鏡技術，如電子顯微鏡，新的測量方法具有很多優越性，它不需要特殊地制作試樣，因此也避免了對試樣的標準化校正等麻煩的程序。
            
    紅外線近場顯微鏡的潛在應用還包括對納米級張力半導體材料的電子載荷密度和移動性的檢測，應用于現代半導體材料結構的設計，定向提高電子元器件的性能，并使未來的計算機芯片更加小型化。