Australië gebruikt nanodeeltjes om nieuwe lichtbron te ontwerpen die de chipkwaliteit en -opbrengst helpt verbeteren

Een groep natuurkundigen van de Australian National University (ANU) en de Universiteit van Adelaide heeft onlangs aangekondigd dat ze door de ontwikkeling van een nieuwe lichtbron met behulp van nanodeeltjes in staat zijn om de wereld van extreem kleine objecten te observeren die duizenden keren kleiner zijn dan een mensenhaar. belooft te leiden tot aanzienlijke vooruitgang in de geneeskunde en andere technologieën.
Het onderzoek zou een grote impact kunnen hebben op de medische wetenschap door een kosteneffectieve oplossing te bieden voor het analyseren van kleine objecten die voorheen niet eens door een microscoop konden worden "gezien", en het werk zou ook de halfgeleiderindustrie ten goede kunnen komen door de kwaliteitscontrole in computerchips te verbeteren fabricage.
De techniek van de Australian National University maakt gebruik van zorgvuldig ontworpen nanodeeltjes om de frequentie van het licht dat door camera's en andere technieken wordt waargenomen met een factor zeven te verhogen. Er is "geen limiet" aan hoe ver de frequentie van licht kan worden verhoogd, aldus de onderzoekers. Hoe hoger de frequentie, hoe kleiner het object dat we zien met de lichtbron.
De technologie, die slechts één nanodeeltje nodig heeft om te werken, zou kunnen worden toegepast op microscopen om wetenschappers te helpen de wereld van ultrakleine objecten te vergroten met 10 keer de resolutie van traditionele microscopen. Hierdoor kunnen onderzoekers objecten bestuderen die anders te klein zijn om te zien, zoals de interne structuur van cellen en individuele virussen. En het kunnen analyseren van zulke kleine objecten zou wetenschappers kunnen helpen bepaalde ziekten en gezondheidsproblemen beter te begrijpen en te bestrijden.
"Traditionele microscopen kunnen alleen objecten bestuderen die groter zijn dan 10 miljoenste van een meter. Er is echter een groeiende behoefte op verschillende gebieden, waaronder de medische sector, om kleine objecten van slechts een miljardste van een meter te kunnen analyseren." zei hoofdauteur Dr. Anastasiia Zalogina van de School of Physics Research aan de Australian National University en de University of Adelaide, "en onze technologie kan helpen aan deze vraag te voldoen."
De nanotechnologie die is ontwikkeld aan de Australian National University zou kunnen helpen bij het creëren van een nieuwe generatie microscopen die meer gedetailleerde beelden kunnen produceren, aldus de onderzoekers.
"Wetenschappers die zeer vergrote beelden van een zeer klein object op nanoschaal willen genereren, kunnen geen traditionele optische microscoop gebruiken. In plaats daarvan moeten ze vertrouwen op superresolutiemicroscopietechnieken of elektronenmicroscopie gebruiken om deze kleine objecten te bestuderen," merkte Dr. Zalogina op, " maar deze techniek is traag en de technologie is erg duur en kost doorgaans meer dan $ 1 miljoen. Een ander nadeel van elektronenmicroscopie is dat het de fijne monsters die worden geanalyseerd kan beschadigen, terwijl optische microscopie dit probleem verlicht. "
Hoewel onze ogen geen infrarood en ultraviolet licht kunnen detecteren, kunnen we ze potentieel "zien" door middel van camera's en andere technologieën. Co-auteur Dr. Sergey Kruk, ook van de Australian National University, zei dat de onderzoekers geïnteresseerd waren in het verkrijgen van zeer hoogfrequent licht, ook wel bekend als "extreem ultraviolet". Met violet licht kunnen we kleinere dingen zien dan met rood licht. En met een extreem ultraviolette lichtbron kunnen we veel meer zien dan wat we tegenwoordig met een conventionele microscoop kunnen zien.
Dr. Sergey Kruk zei dat de technologie van de Australian National University ook kan worden gebruikt in de halfgeleiderindustrie als kwaliteitscontrolemaatregel om een ​​gestroomlijnd productieproces te garanderen. "Computerchips bestaan ​​uit zeer kleine componenten met afmetingen van bijna een miljardste van een meter. Tijdens de chipproductie zou het gunstig zijn voor fabrikanten om een ​​kleine bron van extreem ultraviolet licht te gebruiken om het proces in realtime te bewaken, zodat eventuele problemen kunnen worden verholpen." vroegtijdig worden gediagnosticeerd."
Op deze manier kunnen fabrikanten middelen en tijd besparen bij het vervaardigen van inferieure chips, waardoor het rendement van de chipproductie wordt verhoogd. Geschat wordt dat elke toename van 1 procent in de productie van computerchips $ 2 miljard kan besparen.
"De bloeiende optica- en fotonica-industrie van Australië, vertegenwoordigd door bijna 500 bedrijven met ongeveer $ 4,3 miljard aan economische activiteit, plaatst ons hightech-ecosysteem in een goede positie om nieuwe lichtbronnen te gebruiken om toegang te krijgen tot nieuwe wereldmarkten voor de nanotechnologie-industrie en onderzoek." Dr. Sergey Kruk merkte op.