Микроскопический анализ наноструктурных материалов

Что позволяет узнать об исследуемом объекте электронный микроскоп? Как можно исследовать свойства наноструктур с помощью оптических измерений в микроскопе? И каковы перспективы использования наноматериалов? Об этом рассказывает кандидат физико-математических наук Дмитрий Гольберг.

Я работал в Японии на передовых электронных микроскопах с увеличением в 2–2,5 миллиона раз, которые видят атомы индивидуально, имеют пространственное разрешение 80 или 60 пикометров. То есть вы видите атомные связи, легкие атомы. Это стандартная электронная микроскопия, то есть вы используете микроскоп как глаз, как линзу — увеличиваете и смотрите. В 2006 году я пришел к выводу, что, возможно, электронный микроскоп — это еще и великолепный инструмент для изучения свойств наноматериалов. Вы их видите, но надо еще и как-то испытать материал в микроскопе. Таким образом, я пришел к идее использования различных наноманипуляторов в микроскопах.

Самое интересное для меня сейчас — это оптические измерения в электронном микроскопе. Это совсем новая область, совершенно неразвитая. Если внутрь вашего holder’а, датчика, который вставляется внутрь микроскопа в колонну под электронный пучок, провести оптическое волокно и поставить источник света, например лазерный диод или обычную белую лампу, и сделать, например, всю оптическую цепочку, связанную с монохроматором, сделать любую импульсную последовательность этих световых импульсов, вы можете впервые в жизни, впервые в мире изучать то, что называется opto-mechano-electrical tripling. То есть мерить оптические, электрические, механические свойства индивидуального наноматериала — все в одном эксперименте.

Вся современная энергетика идет в сторону green energy. Наноструктуры очень перспективны для их использования в солнечных батареях, например, в литиевых батареях, в capacities, в емкостях, где угодно. Изучая индивидуальную наноструктуру, вы можете узнать, насколько она хороша с точки зрения производства фототоков, насколько она стабильна при изгибах вот этих фототоков. Это то, что нужно для гибкой электроники. Например, следующие часы могут быть обернуты вокруг вашего запястья, и под светом вы можете генерировать фототок, которого достаточно для того, чтобы показывать время. Но для этого не требуется никаких затрат энергии, за исключением Солнца, которое будет светить еще долго.