Cercetare si Invatamant superior >> Stiri si Evenimente

Un instrument performant pentru studiul materialelor avansate

Redactia

25 Septembrie 2009

In cadrul proiectului 141 POS CCE Axa II, finantat de Comisia Europeana, ce are ca obiect crearea unui centru european regional de studiu al materialelor avansate, suprafetelor si interfetelor, proiect al carui beneficiar este INCD Fizica Materialelor, a fost achizitionat si instalat un microscop/microspectrometru de camp apropiat cu capacitati de masura la temperaturi scazute. Instrumentul permite realizarea de masuratori de spectroscopie de fotoluminescenta cu o rezolutie spatiala ridicata, de pana la 30 de nanometri, masuratori ce permit atat caracterizarea unor materiale “macroscopice”, cat si a unor nanostructuri cum ar fi punctele cuantice. Practic acest microscop ingemaneaza doua tehnici fizice de caracterizare si anume microscopia de baleiaj si fotoluminescenta. Fotoluminescenta este un proces in care un material absoarbe fotoni de o anumita lungime de unda si emite fotoni de o alta lungime de unda. Din valorile lungimilor de unda absorbite si emise pot fi determinate informatii importante privind puritatea si calitatea cristalina a materialelor studiate (cum ar fi de exemplu semiconductori ca GaAs, InP, ZnO). De asemenea pot fi studiate prin aceasta metoda materiale organice si biologice. In modul clasic fotoluminescenta este masurata macroscopic, informatia obtinuta integrand o arie larga (de ordinul milimetrilor patrati) din produs.

Microscopia de baleiaj reprezinta o ramura a microscopiei in care se obtin imagini ale suprafetelor folosind o sonda fizica ce baleiaza mecanic specimenul de masurat. Instrumentul pus in functiune in INCD Fizica Materialelor face parte din clasa microscoapelor optice de camp apropiat, care depasesc cu ordine de marime limita de rezolutie a microscoapelor clasice. Ceea ce este unic la prezentul instrument este faptul ca fiecare punct al imaginii suprafetei microscopice (punct ce este asociat unei arii a probei cu diametrul de pana la 30 de nanometri) reprezinta un spectru de emisie de fluorescenta. Practic, aceasta imagine multidimensionala ne poate oferi o harta extrem de detaliata a calitatii materialului. Aceasta harta nu va prezenta numai informatii vagi de tipul in zona x-y sunt defecte, ci analiza spectrului va permite identificarea tipului de defecte – e.g. impuritati sau defecte intrinseci. In modul clasic de masurare a luminescentei pentru nanostructuri precum punctele cuantice (componente ale generatiilor viitoare de computere – asa numitele computere cuantice) este posibila masurarea proprietatilor acestora doar pe arii extinse, pe cand, folosind noul microspectrometru pot fi masurate proprietatile unor nanostructuri individuale. Acesta este modul ideal de a caracteriza aceste nano-obiecte pentru a le intelege proprietatile si in consecinta pentru a dezvolta aplicatii bazate pe acestea.

Microspectrometrul achizitionat este complementar metodelor de caracterizare micro si macroscopice existente deja in INCD Fizica Materialelor, pornind de la metodele optice precum spectroscopia de absorbtie si luminescenta pe diferite zone spectrale pana la microscopie electronica de baleiaj si de transmisie, difractie sau microanaliza de raze X.

Principalii beneficiari ai infrastructurii ultramoderne existente in INCD Fizica Materialelor vor fi, in afara mediului academic - partener deja traditional, companiile interesate de dezvoltarea unor produse moderne, de tehnologie inalta.