Впервые показано, что сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) может быть использована для определения типа отдельных атомов на поверхности при комнатной температуре. Это открытие предоставляет возможности для химического анализа на атомном уровне.
Атомно-силовой микроскоп сканирует поверхность тонкой иглой, прикрепленной к колеблющейся балке. Взаимодействие иглы с поверхностью определяет характер колебаний, таким образом, может быть построен рельеф поверхности на атомном уровне.
Однако до сих пор было достаточно трудно химически идентифицировать отдельные атомы, наблюдаемые на поверхности. Команда исследователей из Osaka University (Japan) показала, что это всё-таки может быть сделано. Они использовали АСМ для изучения поверхности сплава кремний, свинца и олова с известными концентрациями элементов. Путем последовательных высокоточных измерений было показано, что силы взаимодействия между иглой и различными атомами несколько отличаются, а взаимодействие с атомами кремния оказалось наиболее интенсивным.
Ученые также заметили, что величина взаимодействия менялась от опыта к опыту, т.к. точный контроль состава иглы невозможно контролировать. Тем не менее, соотношения сил взаимодействий с атомами каждого элемента оставались постоянными. При помощи теоретического моделирования было показано, что таким способом можно идентифицировать каждый элемент. Это было подтверждено в экспериментах со сплавами неизвестных концентраций.
Теперь исследователи планируют применить свой метод для анализа других систем, в том числе и непроводящих поверхностей. В случае успеха новая методика обязательно станет востребованной и популярной.
