En tant que pierre angulaire des futurs microscopes atomiques, qui peuvent aussi examiner sans danger des échantillons biologiques, les physiciens européens ont construit une surface lisse et sans précédent.
Madrid (Espagne) - Le miroir presque parfait - une surface lisse sans précédent - a vu le jour en Espagne. La fine couche de plomb réfléchissant très mince en wafer reflète la plupart des atomes qui s’imposent. Cela le rend idéal pour une utilisation dans un futur microscope atomique. Selon les chercheurs, la couche de plomb est tellement mince que les effets quantiques dominent à seulement quelques nanomètres (millionièmes de millimètre). Vous parlez d'un "miroir atomique à stabilité quantique". La surface n'est pas lisse tout le temps, mais montre à intervalles irréguliers de petites dépressions ou élévations. Les chercheurs rapportent dans la revue "Advanced Materials". Les microscopes atomiques sont en cours de développement et sont supérieurs aux microscopes électroniques classiques en ce qu'ils ne détruisent pas les échantillons biologiques sensibles.
"Ce qui est extraordinaire, c’est que lorsque le matériau est chauffé à la température ambiante, il ne se déforme pas ni ne se casse, il devient encore plus lisse, améliorant encore ses propriétés réfléchissantes", explique Rodolfo Miranda, professeur de physique à l’état solide à l’Université autonome de Madrid (UAM) et directeur du Institut de Madrid pour les hautes études en nanosciences (IMDEA-Nanociencia). L'équipe de Miranda avait revêtu une tranche de silicium de seulement 50 micromètres d'épaisseur d'une couche extrêmement mince de plomb de seulement un à deux nanomètres. À une température comprise entre -173 et -133 degrés Celsius, il a largué l'avance pour "appliquer les propriétés physiques quantiques". Selon le chercheur, les irrégularités du revêtement ont été compensées et la surface très lisse formée.
Pour étudier les propriétés de réflexion, les chercheurs ont ciblé un faisceau d'atomes d'hélium sur le métal. Les miroirs en silicium pur ne réfléchissent que 1% des atomes d’hélium, mais ils atteignent 67% de réflexion avec la couche de plomb. De tels miroirs brillants doivent être utilisés dans les futurs microscopes à atomes. L'utilisation de faisceaux atomiques au lieu de faisceaux d'électrons devrait permettre d'atteindre une résolution aussi élevée que celle des microscopes électroniques actuels, ont déclaré les chercheurs. Mais comme les atomes ont une masse beaucoup plus grande, la même longueur d’onde peut être obtenue avec beaucoup moins d’énergie. Ainsi, au microscope atomique, même des échantillons biologiques sensibles, tels que des structures protéiques ou des membranes cellulaires, qui seraient détruits par des électrons très accélérés, devraient être considérés comme non endommagés.
En collaboration avec des collègues de l'université britannique de Cambridge et de l'université autrichienne de Graz, Miranda travaille actuellement sur le premier prototype d'un microscope atomique à miroirs à stabilisation quantique. Il s'attend à pouvoir présenter les premières images dans l'année à venir.