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[交流] 科学家发明无干扰测量纳米材料张力新方法

科学家发明无干扰测量纳米材料张力新方法

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记者顾钢
本报柏林1月12日电德国和西班牙两国科研小组合作，利用红外线纳米近场显微镜发明了一种无干扰检测纳米半导体材料张力的新方法，这一新方法为科学家研究半导体材料的物理性能，以及测量纳米级半导体元器件的性能提供了新的可能。
　　参与这项发明的是位于德国慕尼黑的马普生物化学及等离子物理研究所和圣塞巴斯蒂安的西班牙巴斯克研究所。一种无干扰和无接触的测量技术对纳米和半导体技术研究来说一直是个很大的挑战，因此，该成果对纳米级范畴的材料张力特性测量具有重要的意义，利用它可以确定高性能陶瓷物理特性，以及现代半导体元器件的电子特性。

　　德国马普生物化学和等离子物理研究所的专家首先开发出了一种红外线纳米近场显微镜，这种基于原子显微镜AFM的纳米近场显微镜利用20纳米至40纳米直径的可控光栅束作为光学近场记录，并运用可控光束拍摄并获取材料的光学和物理特性。

　　最新研究显示，红外线纳米显微镜还可以发现晶体材料中最细微的张力场和纳米级裂纹。在一项示范性试验中，科学家对一块试验钻石施以不同强度的压力，利用纳米显微镜跟踪材料在压力下产生的纳米张力场的变化，纳米近场显微镜拍摄的图片成功地显示了这一测量方法的可靠性。参与试验的专家安德列斯•胡伯评论说，相对于其他显微镜技术，如电子显微镜，新的测量方法具有很多优越性，它不需要特殊地制作试样，因此也避免了对试样的标准化校正等麻烦的程序。

　　红外线近场显微镜的潜在应用还包括对纳米级张力半导体材料的电子载荷密度和移动性的检测，应用于现代半导体材料结构的设计，定向提高电子元器件的性能，并使未来的计算机芯片更加小型化。

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