"La respuesta de la fuerza fotoinducida sigue la parte real y no la parte imaginaria de la función dieléctrica del cuarzo". Dice el Dr. Li. "Inmediatamente discutimos con el teórico Dr. Junghoon Jahng para analizar los resultados experimentales, y estuvimos de acuerdo en que es el polaritón del fonón superficial único del cuarzo el que mejora extremadamente la fuerza dipolar fotoinducida".

Un artículo que describe estos hallazgos se publica en la revista National Science Review. .

Para verificar este resultado, el equipo comparó la respuesta espectral del cuarzo mediante resonancia fototérmica inducida (PTIR) y microscopía de fuerza fotoinducida (PiFM), mostrando que la fuerza dipolar fotoinducida (PiDF) domina las fuerzas térmicas fotoinducidas (PiTF) del cuarzo. Como PiDF muestra una relación más pronunciada con la distancia punta-cuarzo (~z ⁻⁴ ) en comparación con el PiTF ( ~z ⁻³ ), el Dr. Li propuso un enfoque general para la obtención de imágenes de contraste nano-IR de muestras ultrafinas cargadas sobre cuarzo.

Se espera que la muestra ultradelgada, caracterizada por una parte real positiva de la permitividad (oscilador débil), manifieste PiTF y PiDF débiles cerca de su resonancia infrarroja (IR). Sin embargo, se anticipa un cambio significativo de PiDF cerca de la resonancia de campo cercano inducida por la punta del sustrato de cuarzo.

Estas distinciones espectrales contribuyen a los contrastes en las imágenes nano-IR. En particular, la respuesta de PiDF en cuarzo muestra una variación de señal más notoria con respecto al espesor de la muestra en comparación con el PiTF de la muestra. Para muestras ultrafinas, las imágenes PiDF sobre cuarzo presentan un contraste opuesto con una sensibilidad mejorada en comparación con las imágenes de contraste nano-IR con el PiTF de la muestra.

El equipo utilizó una cuña de polidimetilsiloxano (PDMS) preparada sobre un sustrato de cuarzo para demostrar las imágenes de contraste nano-IR mejoradas por el sustrato. Los resultados proporcionan evidencia clara de que el PiDF se puede emplear para obtener imágenes nano-IR sensibles de muestras ultrafinas bajo geometría de nanocavidades con contraste y sensibilidad mejorados.

Además, los investigadores aplicaron el método de imágenes nano-IR para visualizar finas capas de estructura orgánica covalente y defectos del subsuelo bajo películas de copolímero en bloque. Plantearon la hipótesis de que al seleccionar materiales IR adecuados que exhiban polaritones/bandas de reststrahlen de fonones, los usuarios podrían lograr nanoimágenes de alta resolución de cristales y moléculas de polímeros específicos, así como de biomoléculas con frecuencias de modo vibratorio conocidas.