Investigadores del Grupo de Nanoóptica del CIC nanoGUNE (San Sebastián) demuestran que la imagen infrarroja a nanoescala —que se establece como una técnica sensible a la superficie— puede emplearse para la nanoidentificación química de materiales que se encuentran hasta 100 nm por debajo de una superficie. Los resultados muestran además que las firmas infrarrojas de las capas superficiales delgadas difieren de las de las capas subsuperficiales del mismo material. que se puede aprovechar para distinguir los dos casos. Los resultados, publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza , impulsar la técnica un paso importante más allá de la quimiometría cuantitativa a nanoescala en tres dimensiones.

Espectroscopia óptica con luz infrarroja, como la espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), permite la identificación química de materiales orgánicos e inorgánicos. Los objetos más pequeños que se pueden distinguir con los microscopios FTIR convencionales tienen tamaños en la escala micrométrica. Científicos del CIC nanoGUNE (San Sebastián), sin embargo, empleó nano-FTIR para resolver objetos, que puede ser tan pequeño como unos pocos nanómetros.

En nano-FTIR (que se basa en microscopía óptica de campo cercano), La luz infrarroja se dispersa en la punta metalizada afilada de un microscopio de sonda de barrido. La punta se escanea a través de la superficie de una muestra de interés y los espectros de luz dispersa se registran utilizando los principios de detección por transformada de Fourier. El registro de la luz dispersada por la punta produce las propiedades espectrales infrarrojas de la muestra y, por lo tanto, la composición química de un área ubicada directamente debajo del vértice de la punta. Debido a que la punta se escanea a través de la superficie de la muestra, El nano-FTIR generalmente se considera una técnica de caracterización de superficies.

Sin embargo, es importante que la luz infrarroja que es nanoenfocada por la punta no solo sondea un área nanométrica debajo de la punta, pero de hecho sondea un volumen nanométrico por debajo de la punta. Ahora, los investigadores de CIC nanoGUNE demostraron que las firmas espectrales de los materiales ubicados debajo de la superficie de la muestra pueden detectarse e identificarse químicamente hasta una profundidad de 100 nm. Es más, los investigadores demostraron que las señales nano-FTIR de las capas superficiales delgadas difieren de las de las capas subsuperficiales del mismo material, que se pueden aprovechar para determinar la distribución de materiales dentro de la muestra. Notablemente, Las capas superficiales y las capas subsuperficiales se pueden distinguir directamente de los datos experimentales sin implicar un modelado que requiere mucho tiempo. Los hallazgos se han publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza .