Tema

Nanotrådar växer i direktsändning i nytt supermikroskop

Ett specialbyggt mikroskop med superskarp upplösning – bilden kan förstoras upp till 50 miljoner gånger – har flyttat in på Lunds universitet. I första skedet ska det användas av nanoforskare som får full koll på tillverkningen av svävande, halvledande, nanotrådar.
– Nu kan vi köra ett experiment på en dag som tidigare tog ett år att genomföra, säger professor Reine Wallenberg.

Det nanoforskarna ägnar sig åt är ren grundforskning, men förhoppningen är att de små nanotrådarna så småningom ska bana vägen för snabbare och strömsnålare elektronik, exempelvis solceller, led-lampor och transistorer.

Mikroskopet är alltså specialbyggt, och därmed världsunikt. Kopplat till mikroskopet finns små rör som forslar in heta gaser innehållande halvledande metall-partiklar, exempelvis indium och gallium. Inne i mikroskopet finns en platta med gulddroppar. Dessa suger åt sig metallämnena, varpå halvledande nanopinnar, med en liten guldmössa, ses växa fram. Allt framför forskarnas ögon.

Är det en närbild på en duk? Nej, de svarta prickarna är enskilda atomer som växer på ett raster av gulddroppar. Bilden är i verkligheten knappt 50 nanometer bred, eller 50 miljarddels meter. Bild: Chalmers

Nanotrådar har visat sig alldeles utmärkt att bygga upp atom för atom, nästan precis som man vill.

– Eftersom vi kan studera vad som händer i både detalj och realtid blir det relativt enkelt för oss att experimentera när vi bygger. Vi får snabbt kvitto på vad som fungerar, säger Reine Wallenberg, professor i fasta tillståndets kemi vid LTH och den som koordinerat inköpet och även sett till att det byggts på rätt sätt..

Allt är inte nanotrådar, mikroskopet ska också användas i ett nystartat forskningsprojekt för att studera elektroners beteende och försöka påverka de elektriska egenskaperna i olika material.

– I min forskning är nanotrådarna bara ett redskap för att studera något annat. Nanotrådar har visat sig alldeles utmärkt att bygga upp atom för atom, nästan precis som man vill, säger Kimberly Thelander, professor i materialvetenskap vid LTH, som leder projektet.

Kontakt:
Reine Wallenberg, professor tillämpad kemi vid Lunds Tekniska Högskola, reine.wallenberg@chem.lu.se, +46 46 222 82 33

Mikroskopet ETEM (Environmental transmission electron microscope)

…förstorar det man vill studera upp till 50 miljoner gånger. Det går att se atomer. Avstånd mellan atomer är en ångström. Den nominella upplösningen är 86 picometer.

… har kostat 35 miljoner kronor och finansierats av Wallenberg-stiftelsen.

… väger nästan sex ton och har tillverkats av det japanska företaget Hitachi.

… är känsligt för vibrationer och magnetfält. Spårvägsprojektet har därför gjort ett specialarrangemang för LTH-området som patenterats av bland annat en elektronmikroskopist i Nederländerna.

… är ett så kallat transmissionselektronmikroskop, vilket innebär att det använder elektroner som ljuskälla. Elektronernas korta våglängd gör det möjligt att få en upplösning som är tusen gånger bättre än det bästa ljusmikroskopet. Tillägget ”Environmental” syftar på införsel av gaser. Annars brukar det vara vakuum.

… kan också användas för att testa nya katalysatorer eller släppa in syre eller väte för att oxidera eller reducera material, för att studera t ex korrosion (utöver nanotrådarna, alltså

Läs också

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Nanotrådar växer i direktsändning i nytt supermikroskop

 lästid ~ 2 min