صور نانوية القياس تُلتقط بإلكترونات ساخنة

من الممكن اقتناص الضوء المسلّط على سطح معدن ما على شكل جسيمات. وقد اسْتُغِلّت هذه الظاهرة الفريدة من نوعها لتطوير التصوير نانوي القياس والتقنيات الطيفية شديدة الحساسية.

الجسيمات سريعة الانطلاق -التي تعرف باسم بولاريتونات البلازمون السطحية (SPPs)- تتلاشى في نهاية المطاف لتصبح إلكترونات شديدة النشاط، أو إلكترونات 'ساخنة'، مما يحدّ من فائدتها في تطبيقات التصوير. ولكن في الآونة الأخيرة، تمكن الباحثون من تطويع الإلكترونات الساخنة، ولكن المعدل المنخفض لتحول إلكترونات بولاريتونات البلازمون السطحية إلى إلكترونات ساخنة؛ بقي مشكلة.

أجرت مجموعة من الباحثين -بقيادة إنزو دي فابريزيو، من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAUST) في ثول، المملكة العربية السعودية- سلسلة من تجارب إثبات المبدأ، وأظهروا أن معدّل تحول إلكترونات بولاريتونات البلازمون السطحية إلى إلكترونات ساخنة قد وصلت كفاءته إلى 30٪، بدلا من 1٪ الذي كان ممكنا في السابق، ونشروا نتائج بحثهم في دورية نيتشر نانوتكنولوجي Nature Nanotechnology.

لتحقيق هذا، صمموا مخروطا نانومتري الحجم من معدن الذهب. هذا المخروط النانوي يدعمه سطح شبه موصل من الجاليوم- الأرسنيكي. سهّل هذا التشكيل عملية تحويل وتلاشي إلكترونات بولاريتونات البلازمون السطحية إلى إلكترونات ساخنة.

وبناء على هذه النسبة المحسّنة للتحويل، عرض الباحثون تقنية التصوير الجديدة نانوية القياس، التي يمكن استخدامها مع المجهر الذرّي للحصول على صور نانوية القياس للسطوح، وتتصف بكونها ثابتة وعالية الدقة وقابلة للاستنساخ.

هذه التقنية الجديدة تتوافق تماما مع التنظير الطيفي الاهتزازي، الذي يستخدم لتحليل المكونات الجزيئية، والبنيان والتداخلات. والآن يأمل فريق فابريزيو بالجمع بين الأمرين للوصول إلى رؤية جديدة للمعلومات البنيوية والوظيفية للبروتين.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.