Il sistema è in grado di rilevare deflessioni dei sensori fino a un decimillesimo delle dimensioni di un atomo di idrogeno
Rilevare singole molecole, lo spin di singoli elettroni e i movimenti di masse incredibilmente piccole: è quanto sono riusciti a fare un gruppo di ricercatori della Yale School of Engineering and Applied Sciences grazie alla messa a punto di un oscillatore nanoscopico, o nanocantilever, che funziona sulla base dei principi della fotonica e che elimina la necessità di ricorrere a trasduttori elettrici e a faticose messe a punto dei laser.
L’apparecchiatura, descritta in un articolo pubblicato in anteprima sul sito di “Nature Nanotechnology” rappresenta una nuova generazione di strumenti per misurazioni ultrasensibili a scala atomica.
Nei sistemi nanoelettromeccanici, i cantilever sono i sensori meccanici fondamentali. Queste minuscole strutture, fissate a un’estremità e libere all’altra, funzionano come una sorta di trampolino a nanoscala che si “piega” quando una molecola “salta” su di esso, registrando così una carica che può essere misurata e calibrata. L’articolo dimostra quindi come sia possibile esuguire misure alla scala nanoscopica grazie all’uso della fotoelettronica per rilevare il movimento del cantilever.
“Il sistema che abbiamo sviluppato è il più sensibile esistente che possa lavorare a temperatura ambiente. In precedenza, questo livello di sensibilità era raggiungibile solamente a temperature estremamente basse”, ha osservato Hong Tang, che ha diretto la ricerca.
Il sistema è infatti in grado di rilevare deflessioni dei sensori fino a 0,0001 Ångstrom, vale a dire a un decimillesimo delle dimensioni di un atomo di idrogeno.
Per rilevare questi minuscoli movimenti, i ricercatori hanno creato una struttura fotonica che guida l’onda luminosa attraverso un cantilever. Dopo essere fuoriuscita dall’estremità libera, la luce scavalca un gap nanometrico ed è raccolta in un chip.
“Per far funzionare questi apparecchi non abbiamo bisogno di laser, ma sono sufficienti degli economicissimi LED, che possono essere anche ‘scalati’ in dimensioni per integrarli in un nanochip fotonico”, ha spiegato Wolfram Pernice, che ha partecipato alla ricerca.
Fonte: Lescienze
