Un grupo de investigación francés y japonés ha desarrollado una nueva forma de visualizar el mundo atómico convirtiendo los datos escaneados por un microscopio de fuerza atómica en imágenes claras en color. El método recientemente desarrollado, que permite la observación de materiales y sustancias como aleaciones, semiconductores, y compuestos químicos en un tiempo relativamente corto, promete ser ampliamente utilizado en la investigación y desarrollo de superficies y dispositivos.

Las moléculas y los átomos individuales son mucho más pequeños que las longitudes de onda de la luz que podemos ver. La visualización de estructuras tan diminutas requiere instrumentos especiales que a menudo proporcionan representaciones en blanco y negro de las posiciones de los átomos. Los microscopios de fuerza atómica (AFM) se encuentran entre las herramientas más poderosas disponibles para sondear superficies a nivel de escala atómica. Una punta a nanoescala que se mueve sobre una superficie no solo puede proporcionar todo tipo de información sobre las posiciones físicas de los átomos, sino también datos sobre sus propiedades químicas y su comportamiento. Sin embargo, gran parte de esta información se pierde cuando se procesan las señales AFM.

Ahora, investigadores centrados en el Instituto de Ciencias Industriales (IIS) de la Universidad de Tokio, dirigido por el profesor Hideki Kawakatsu, han creado una nueva forma de operar AFM y visualizar los datos para extraer información estructural y química en forma clara, imágenes a todo color. Estos hallazgos fueron publicados recientemente en Letras de física aplicada .

"AFM es una técnica extremadamente versátil y nuestro enfoque de vincular la altura de la punta del AFM con la parte inferior de la curva de frecuencia nos permitió realizar mediciones al mismo tiempo pero sin el riesgo de perder información de la superficie. "el autor principal del estudio, Pierre Etienne Allain, un investigador postdoctoral LIMMS / CNRS-IIS, dice.

Las personas a menudo realizan mediciones de AFM manteniendo la punta de AFM a una altura fija mientras miden los cambios en sus vibraciones a medida que interactúa con la superficie. Alternativamente, es posible mover la punta del AFM hacia arriba y hacia abajo para que la frecuencia de las vibraciones permanezca igual. Ambos enfoques tienen sus ventajas, pero también tienen desventajas, ya que uno puede consumir mucho tiempo, y el otro puede resultar en la pérdida de información.

Los investigadores dirigidos por IIS desarrollaron una forma de mover la punta del AFM y transformar los datos para que la punta permanezca por encima de la superficie en una posición donde la frecuencia vibratoria está fuertemente influenciada por la superficie.

Otro beneficio de este enfoque es que el modelo produce tres variables, al que los investigadores asignaron los colores rojo, azul, y verde, respectivamente, lo que les permite producir imágenes a todo color. También probaron con éxito su método en una superficie de silicio.

"Si los colores de la imagen son iguales, podemos decir que las señales provienen del mismo tipo de átomo y entorno, ", dice el coautor y colega investigador postdoctoral Denis Damiron." Esta nueva forma de representar información química y física compleja de una superficie podría permitirnos sondear los movimientos y el comportamiento de los átomos con un detalle sin precedentes ".