Física

Descubren cómo enfocar átomos y lograr buenas fotos de ellos


(NC&T) "Si usted necesita una buena imagen de una molécula, su primer trabajo es conseguir que los átomos de ésta posen para usted", señala John Silcox, profesor de Ingeniería en la Universidad de Cornell y experto en el reino de lo muy pequeño. "Pero los átomos no son sujetos que cooperen. Se zarandean furiosamente, desafiando a cualquier microscopista que intente sorprenderlos quietos. Tampoco son corteses: los átomos más grandes en una molécula generalmente tapan a los más pequeños, haciendo imposible verlos".

Una nueva técnica ha demostrado ser capaz de remediar esta situación frustrante, al conseguir la observación, más cerca que nunca, de los átomos individuales dentro de las moléculas de un cristal, permitiendo a los científicos, por primera vez, ver la polaridad, o la alineación física, de esos átomos, y logrando una buena observación de los átomos más pequeños.

La investigación que ha desembocado en estos alentadores resultados ha sido realizada por Silcox, K. André Mkhoyan, y otros colegas de la Universidad de Cornell, junto con Philip Batson de la compañía IBM.

Con la nueva técnica, los investigadores pueden predecir mejor las propiedades físicas de un cristal en cada punto, un perfeccionamiento que ofrece mejoras potenciales para los láseres y otros dispositivos, particularmente en la escala nanométrica, donde la estructura de una molécula individual puede determinar el comportamiento de un dispositivo.

Fotografías átomos
Imagen de la estructura de un cristal, vista por un microscopio electrónico STEM. (Foto: Cornell University)
Usada en una muestra de nitruro de aluminio, la técnica, llamada imaginología oscura anular, muestra las columnas de moléculas en forma de pera con los átomos de aluminio más grandes en el extremo más ancho, y los átomos de nitrógeno, más pequeños, en el extremo más angosto. Ésta es la primera vez que los átomos más pequeños en una estructura de este tipo han sido captados en una imagen.

La incapacidad de capturar tales imágenes en el pasado ha sido una gran barrera para los investigadores de la nanotecnología.

Se dedican muchos estudios a la síntesis y aplicaciones de las nanopartículas (en forma de puntos cuánticos, varillas, cables y demás). Sin embargo, el funcionamiento de los dispositivos es muy dependiente de la calidad estructural de esas nanopartículas.

Con esta nueva técnica de visualización, bastantes problemas podrán ser resueltos. Ahora los ingenieros podrán acercarse más a la estructura analizada como con un zoom, escoger cualquier región de la misma y ver cómo se comporta".


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