Una nueva patente abre el camino hacia una forma de determinar simultáneamente la estructura física y la composición química de materiales cercanos al nivel atómico utilizando una combinación de técnicas de microscopía.

Las fuentes de luz de sincrotrón se utilizan para la caracterización de materiales en la física de la materia condensada, ciencia de los Materiales, química, biología, y ciencia energética. Sin embargo, incluso con el mejor microscopio de rayos X sincrotrón disponible hasta la fecha, La formación de imágenes químicas directas no puede alcanzarse por debajo de un límite espacial de unos 10 nanómetros. Ahora, Los científicos pueden tomar huellas químicas de las superficies para superar potencialmente esta limitación espacial y abrir nuevas rutas para desarrollar la próxima generación de materiales.

La comprensión completa de los sistemas a nanoescala requiere herramientas con la capacidad tanto para resolver estructuras nanométricas como para la observación directa de la composición química y las propiedades magnéticas. Los métodos de microscopía de rayos X proporcionan la sensibilidad química y magnética deseada, pero la resolución espacial, o la capacidad de "ver" estructuras diminutas, está limitado.

Por otra parte, La microscopía de túnel de barrido (STM) logra la alta resolución espacial requerida; sin embargo, tiene un inconveniente fundamental:es químicamente ciego. Ahora, Los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. han avanzado una nueva tecnología que combina las poderosas capacidades del análisis de rayos X y STM. Este objetivo de larga data se ha hecho realidad a través del desarrollo de sondas multicapa coaxiales nanofabricadas "inteligentes" que sirven como detectores en el microscopio, así como un nanomanipulador programable para fabricarlas.

Más lejos, Se inventó un filtro electrónico especializado que permite a los científicos obtener información topográfica y química simultánea sobre superficies, dando la huella química del material al mismo tiempo que proporciona una detallada, imagen clara de la estructura física. Los investigadores esperan que la nueva patente permita en última instancia el estudio de la electrónica, químico, y propiedades magnéticas en átomos individuales.