La Universidad Hebrea de Jerusalem anuncia un desarrollo innovador en el campo de las técnicas de medición óptica. Los investigadores han abordado con éxito un desafío de larga data en la comunidad científica, logrando una precisión de nivel atómico en la medición y el mapeo de los espesores de las escamas de material bidimensional.
Los copos de material bidimensionales (2D) consisten en una o pocas capas atómicas, lo que les otorga propiedades cuánticas extraordinarias, que no se observan en los materiales cotidianos. Como resultado, estos materiales tienen un inmenso potencial tanto para aplicaciones industriales como para investigación avanzada.
Tradicionalmente, la elipsometría ha sido una técnica óptica ampliamente adoptada para la medición no invasiva de espesores de película delgada. Sin embargo, los elipsómetros comerciales enfrentan limitaciones cuando se trata de medir áreas de menos de 50-60 micrones, mientras que las escamas 2D a menudo tienen dimensiones laterales de solo unas pocas micras.
Al abordar este importante desafío, el profesor Ronen Rapaport y Ralfy Kenaz de la Universidad Hebrea han desarrollado y patentado un sistema y un método para un elipsómetro integrado en el microscopio, a saber, el microelipsómetro espectroscópico (SME).
Este instrumento de última generación permite mediciones rápidas y precisas a nivel atómico de espesores de película delgada en áreas extremadamente pequeñas, de tan solo 2 micras de ancho en unos pocos segundos. El desempeño excepcional del instrumento ya ha sido validado en una publicación separada, consolidando su credibilidad y confiabilidad.
En una publicación reciente en la revista ACS Nano, los investigadores de la Universidad Hebrea utilizaron este innovador microelipsómetro para abordar el enigma científico moderno de medir y mapear los espesores de escamas de material 2D atómicamente delgadas. Los hallazgos demuestran inequívocamente la capacidad del microelipsómetro para medir y mapear con éxito los espesores de diversas escamas de material 2D, lo que permite determinar su número de capas atómicas.
Los alcances de esta investigación se extienden a una multitud de industrias y campos que se ocupan de las microestructuras y esclarecen el camino para investigaciones ópticas de microestructuras de alta precisión, lo que abre las puertas a los avances en tecnología y exploración científica.
Al presentar la aplicación de la técnica de elipsometría bien establecida y altamente sensible a las microestructuras, esta investigación presenta un sistema novedoso e invaluable para investigadores e industrias por igual. El microelipsómetro espectroscópico se puede utilizar en la industria de películas delgadas para el control de calidad de las obleas, para caracterizar dispositivos 2D y metamateriales a nanoescala e investigar la estructura cristalina de las nanopartículas, entre muchas otras aplicaciones potenciales.
El laboratorio del Prof. Ronen Rapaport del Instituto Racah de Física, reconocido por su experiencia en experimentos ópticos, colaboró estrechamente con el laboratorio del Prof. Hadar Steinberg, también del Instituto Racah de Física de la Universidad Hebrea, que se especializa en investigación de materiales 2D.
Más información: Ralfy Kenaz et al, Thickness Mapping and Layer Number Identification of Exfoliated van der Waals Materials by Fourier Imaging Micro-Ellipsometry, ACS Nano (2023). DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12773
Fuente: Universidad Hebrea de Jerusalem
